Optimizari de Trafic Urban
TEZĂ DE DOCTORAT
Optimizări de trafic urban
Cuprins
1. PREZENTAREA PROBLEMATICII TRATATE ȘI CONȚINUTUL TEZEI
2. SISTEME INTELIGENTE DE TRANSPORT
2.1. CONCEPTE LEGATE DE SISTEMELE INTELIGENTE DE TRANSPORT
2.2. ARHITECTURILE SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT
2.2.1. Necesitatea unei arhitecturi de sistem
2.2.2. Arhitectura cadru ITS Europeană
2.2.3. Relația cu arhitectura cadru ITS europeană
2.3. ASPECTE LEGATE DE ELABORAREA ARHITECTURII ITS
2.3.1. Nivelurile arhitecturii ITS
2.3.2. Cerințele utilizatorilor
2.3.3. Tipuri de arhitecturi ITS
2.4. ARHITECTURA ITS NAȚIONALĂ
2.4.1. Arhitectura logică
2.4.2. Arhitectura fizică
2.4.3. Pachete de echipamente
2.5. APLICAȚII ALE SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT
2.5.1. Pachete de piață
2.5.2. Sisteme avansate de management al traficului – ATMS
2.5.3. Sisteme avansate de informare a călătorilor – ATIS
2.5.4. Sisteme avansate de control al vehiculului – AVCS
2.5.5. Sisteme de operare pentru vehicule comerciale – CVO
2.5.6. Sisteme avansate pentru transportul public – APTS
2.5.7. Managementul urgențelor – EM
2.5.8. Sisteme electronice de plată – EPS
2.5.9. Sisteme de siguranță
2.6. PROIECTE ÎN DOMENIUL SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT
2.6.1. NARITS: National Architecture for Intelligent Transport Systems – Arhitectura Națională a Sistemelor Inteligente de Transport
2.6.2. TRESMAN: Managementul integrat al resurselor în transportul public local
2.6.3. IN-TIME: Intelligent and Efficient Travel management for European Cities – Managementul Inteligent și Eficient al Călătoriilor în Orașele Europene
2.7. CONCLUZII
3. TEHNOLOGII UTILIZATE ÎN DIRIJAREA TRAFICULUI RUTIER URBAN
3.1. SISTEME DE SEMNALIZARE
3.1.1. Sisteme de semnalizare statice (indicatoare rutiere)
3.1.2. Sisteme de semnalizare dinamice (luminoase)
3.2. SISTEME DE DETECȚIE A VEHICULELOR
3.2.1. Prezentare a categoriilor de sisteme existente
3.2.2. Senzori în/pe suprafața drumului
3.2.3. Senzori amplasați în afara carosabilului
3.3. SISTEME DE DETECȚIE A PIETONILOR
3.4. TEHNOLOGII DE COMUNICAȚIE
3.4.1. Prezentare generală
3.4.2. Comunicații seriale
3.4.3. Tehnologii centru-la-centru bazate pe legături prin cablu
3.4.4. Tehnologii wireless
3.4.5. GSM
3.4.6. TETRA – Comunicații mobile profesionale pentru grupuri închise de utilizatori
3.4.7. MOBITEX
3.4.8. Sisteme speciale radio și sisteme pentru distanțe scurte
3.4.9. NTCIP
3.4.10. TCIP
3.5. CONCLUZII
4. INSTRUMENTE SOFTWARE PENTRU MANAGEMENTUL TRAFICULUI
4.1. MODELAREA MATEMATICĂ A TRAFICULUI
4.1.1. Modele de evaluare statice
4.1.2. Modele de evaluare dinamice
4.1.3. Modele continue
4.1.4. Modele bazate pe microsimulare
4.1.5. Avantajele și dezavantajele metodelor de modelare
4.2. SOFTWARE PENTRU MODELAREA TRAFICULUI
4.2.1. ARCADY
4.2.2. OSCADY
4.2.3. TRANSYT
4.2.4. Synchro (din pachetul SimTraffic)
4.2.5. Paramics
4.3. SOFTWARE PENTRU SIMULAREA TRAFICULUI
4.3.1. AIMSUN (Advanced Interactive Micro-Simulation for Urban and Non-Urban Networks)
4.3.2. SimTraffic
4.3.3. VISSIM
4.4. CONCLUZII
5. SOLUȚII EXISTENTE PENTRU OPTIMIZAREA TRAFICULUI URBAN
5.1. SOLUȚII PENTRU ANALIZA LA NIVEL DE INTERSECȚIE
5.1.1. Introducere
5.1.2. Capacitate și nivel de serviciu
5.1.3. Nivelurile de analiză
5.1.4. Metodologie privind analiza capacității de tranzit
5.2. ALGORITMI PENTRU COORDONARE LA NIVELUL REȚELEI
5.2.1. Sisteme cu timp fix
5.2.2. Sisteme de Selecție a Planurilor
5.2.3. Sisteme de Generare a Planurilor
5.2.4. Adaptarea Locală
5.2.5. Sisteme de Trafic Dinamice, Centralizate
5.2.6. Sisteme de Trafic Dinamice cu Procesare Distribuită
5.2.7. Algoritmi statici și semi-adaptivi
5.2.8. Algoritmi adaptivi
5.3. CONCLUZII
6. ALGORITM DE CONTROL AL ACCESULUI ÎN INTERSECȚIE
6.1. PREZENTAREA ALGORITMULUI
6.2. STUDII DE CAZ
6.2.1. Analiza situației inițiale
6.2.2. Exemplu de implementare a algoritmului cu controlul cozilor de vehicule
6.2.3. Exemplu de implementare a algoritmului cu implementarea sistemului „undă verde”
6.3. SUPORTUL EXCEL PENTRU DETERMINAREA TIMPILOR DE VERDE
6.4. TESTAREA ALGORITMULUI PROPUS DUPĂ IMPLEMENTAREA SISTEMULUI DE MANAGEMENT AL TRAFICULUI ÎN BUCUREȘTI
6.5. PREZENTAREA SOFTWARE-ULUI UTILIZAT PENTRU TESTAREA EFICIENȚEI ALGORITMULUI
6.6. SOLUȚIE DE IMPLEMENTARE
6.7. CONSTRUIREA UNUI ARHITECTURI ITS PENTRU UN SISTEM DE MANAGEMENT AL TRAFICULUI URBAN
6.7.1. Rapoartele afișate de către FRAME Selection Tool
6.8. CONCLUZII
7. CONCLUZII
LISTĂ DE ABREVIERI
BIBLIOGRAFIE
ANEXA I – PROGRAMUL CONCEPUT PENTRU TESTAREA ALGORITMULUI PROPUS
I.1. MODULUL DE SELECȚIE
I.2. MODULUL PENTRU ANALIZĂ LA NIVEL DE INTERSECȚIE
I. 3. MODULUL DE CORELAȚIE
I. 4. MODULUL DE TESTARE A ALGORITMULUI
ANEXA II – REZULTATELE ANALIZEI TRASEULUI SELECTAT, EFECTUATE CU PROGRAMUL SYNCHRO
II.1. NIVELUL DE SERVICIU CALCULAT PENTRU TRASEU ÎNAINTE DE APLICAREA ALGORITMULUI
II.2. REZULTATELE ANALIZELOR EFECTUATE LA NIVEL DE REȚEA ÎNAINTE DE APLICAREA ALGORITMULUI
II.3. NIVELUL DE SERVICIU CALCULAT PENTRU TRASEU DUPĂ APLICAREA ALGORITMULUI
II.4. REZULTATELE ANALIZELOR EFECTUATE LA NIVEL DE REȚEA DUPĂ APLICAREA ALGORITMULUI
Index de figuri
Figura 2.1. Model multinivel al arhitecturii ITS 25
Figura 2.2. Politica de selectare a serviciilor ITS 26
Figura 2.3. O arhitectură logică națională ITS ………………………………………………………………….. 31
Figura 2.4. O arhitectură fizică națională ITS …………………………………………………………………… 32
Figura 2.5. Un model geografic ierarhic 35
Figura 2.6. Caz de utilizare la nivel înalt a arhitecturii de referință TICS 38
Figura 2.7. Sistem de informare a călătorilor ……………………………………………………………………. 50
Figura 3.1. Exemplu de intersecție 69
Figura 3.2. Structura de comunicație pentru automatele de trafic 73
Figura 3.3. PMV cu afișare în mod text 75
Figura 3.4. PMV cu afișare în mod grafic 75
Figura 3.5. PMV cu semne predefinite 75
Figura 3.6. Sistem de monitorizare a unei artere rutiere pe baza buclelor inductive 83
Figura 3.7. Amplasarea buclelor inductive în/pe carosabil 84
Figura 3.8. Detecția vitezei cu o singură buclă inductivă 86
Figura 3.9. Detecția vitezei cu două bucle inductive 86
Figura 3.10. Diverse modalități de amplasare pentru senzorii pneumatici 87
Figura 3.11. Construcția unui senzor piezoelectric 88
Figura 3.12. Senzor piezoelectric de cuarț 89
Figura 3.13. Influența vehiculelor asupra câmpului magnetic terestru 90
Figura 3.14. Variația semnalului de ieșire al senzorului la detectarea prezenței unui vehicul 90
Figura 3.15. Variația liniilor de câmp la înaintarea unui vehicul 91
Figura 3.16. Plăcile de presiune 92
Figura 3.17. Modul de utilizare al radarului cu microunde 93
Figura 3.18. Formele de undă utilizate de radarele cu undă continuă modulată în frecvență 94
Figura 3.19. Împărțirea zonei de detecție 94
Figura 3.20. Ieșirile intervalelor de măsurare 95
Figura 3.21. Detecția vehiculelor cu dispozitivul LASER 96
Figura 3.22. Amplasarea dispozitivului LASER pentru detecția remorcilor 96
Figura 3.23. Sistemul de măsurare IR 97
Figura 3.24. Sistem de detecție PIR 98
Figura 3.25. Senzor de detecție PIR 99
Figura 3.26. Emisia și reflexia energiei de către vehicul și drum 99
Figura 3.27. Unda reflectată de vehicul la amplasarea deasupra benzii de circulație 102
Figura 3.28. Unda reflectată de vehicul la amplasarea laterală 104
Figura 3.29. Senzor acustic 105
Figura 3.30. Procesarea imaginilor video 106
Figura 3.31. Situații în care nu este detectat vehiculul 107
Figura 3.32. Detectarea contururilor 108
Figura 3.33. Căutarea marginilor dreptunghiului de încadrare 108
Figura 3.34. Determinarea părții inferioare a dreptunghiului de încadrare 108
Figura 3.35. Zona în care se caută partea superioară a dreptunghiului de încadrare 109
Figura 3.36. Identificarea a două vehicule apropiate 109
Figura 3.37. Transformarea vectorilor pe baza vecinilor 110
Figura 3.38. Corectarea prin filtrare a blocurilor identificate 110
Figura 3.39. Identificarea obiectelor cu ajutorul blocurilor componente 111
Figura 3.40. Binarizarea imaginii 112
Figura 3.41. Identificare zonei numărului de înmatriculare 112
Figura 3.42. Imaginea numărului de înmatriculare 113
Figura 3.43. Numărul de înmatriculare 113
Figura 3.44. Localizarea caracterelor 113
Figura 3.45. Caracterele individuale 114
Figura 3.46. Caracterele normalizate 114
Figura 3.47. Caracterele din baza de date 115
Figura 3.48. Exemplu de identificare a pietonilor în cadrul video 117
Figura 3.49. Conector RS-232 cu 25 și 9 pini 118
Figura 3.50. Principiul RDS 122
Figura 3.51. Arhitectura MOBITEX 132
Figura 3.52. Spectrul radiațiilor luminoase 138
Figura 3.53. Tipuri de conexiuni în infraroșu 140
Figura 3.54. Nivelurile OSI 140
Figura 4.1. Profilul tipic al cererii traficului pentru un model dinamic 148
Figura 4.2. Diagrama fluxurilor de trafic 150
Figura 4.3. Exemplu de diagramă timp-spațiu pentru microsimulare 151
Figura 4.4. Exemplu de utilizare a modelării 3 D pe calculator a traficului 153
Figura 4.5. ARCADY – Geometria intersecției și lista de date necesare 155
Figura 4.6. ARCADY – Selectarea datelor dorite pentru raport 155
Figura 4.7. OSCADY – Ecranul principal 157
Figura 4.8. OSCADY – Ecranul principal cu diagrame 157
Figura 4.9. OSCADY – Diagrama fluxurilor de trafic 158
Figura 4.10. OSCADY – Matricea origine-destinație 158
Figura 4.11. TRANSYT – Diagrama fazelor 159
Figura 4.12. TRANSYT – Crearea unui nod al rețelei de drumuri 160
Figura 4.13. TRANSYT – Interfața grafică a programului 160
Figura 4.14. TRANSYT – Modului de design al intersecțiilor 161
Figura 4.15. TRANSYT – Graficul consumurilor de combustibil 161
Figura 4.16. SYNCHRO – Fereastra principală 162
Figura 4.17. SYNCHRO – Stabilirea volumelor de trafic 162
Figura 4.18. SYNCHRO – Schița unei intersecții 163
Figura 4.19. SYNCHRO – Modulul cu datele benzilor de circulație 163
Figura 4.20. SYNCHRO – Modulul cu datele volumelor de trafic 165
Figura 4.21. SYNCHRO – Modulul cu datele timpilor de semaforizare 166
Figura 4.22. SYNCHRO – Modulul cu datele fazelor de semaforizare 167
Figura 4.23. Paramics – Harta zonei 168
Figura 4.24. Paramics – Schiță la nivel de intersecție 169
Figura 4.25. Paramics – Determinarea fluxurilor de vehicule 169
Figura 4.26. Interfața SimTraffic 171
Figura 4.27. Ecranul principal VISSIM 172
Figura 4.28. VISSIM – Graficul de distribuție al vitezei 173
Figura 4.29. VISSIM – Distribuția culorii vehiculelor 173
Figura 4.30. VISSIM – Distribuția modelelor de vehicule 174
Figura 4.31. VISSIM – Stabilirea parametrilor vehiculelor 174
Figura 4.32. VISSIM – Stabilirea parametrilor parcărilor 175
Figura 4.33. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față 175
Figura 4.34. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbarea benzilor de circulație 176
Figura 4.35. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față 176
Figura 4.36. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbările culorii semafoarelor 177
Figura 5.1. Procedura analizei operaționale 188
Figura 5.2. Diagrama conceptuală a arhitecturii sistemelor avansate de management al traficului 218
Figura 5.3. Sistemul de management al traficului din Seattle 221
Figura 5.4. Arhitectura logică RHODES 222
Figura 5.5. Arhitectura sistemului APTTCA 224
Figura 5.6. Modul de dispunere al senzorilor în sistemul APTTCA 224
Figura 5.7. LA ATCS – Ecranul stației de lucru 226
Figura 5.8. LA ATCS – Harta dinamică a rețelei 226
Figura 5.9. LA ATCS – Harta dinamică a intersecțiilor 227
Figura 5.10. LA ATCS – Parametrii de semaforizare, care pot fi modificați direct din interfața grafică cu operatorul 227
Figura 5.11. LA ATCS – Parametrii adaptivi – Interfața grafică cu operatorul 228
Figura 5.12. LA ATCS – Arh 91
Figura 3.16. Plăcile de presiune 92
Figura 3.17. Modul de utilizare al radarului cu microunde 93
Figura 3.18. Formele de undă utilizate de radarele cu undă continuă modulată în frecvență 94
Figura 3.19. Împărțirea zonei de detecție 94
Figura 3.20. Ieșirile intervalelor de măsurare 95
Figura 3.21. Detecția vehiculelor cu dispozitivul LASER 96
Figura 3.22. Amplasarea dispozitivului LASER pentru detecția remorcilor 96
Figura 3.23. Sistemul de măsurare IR 97
Figura 3.24. Sistem de detecție PIR 98
Figura 3.25. Senzor de detecție PIR 99
Figura 3.26. Emisia și reflexia energiei de către vehicul și drum 99
Figura 3.27. Unda reflectată de vehicul la amplasarea deasupra benzii de circulație 102
Figura 3.28. Unda reflectată de vehicul la amplasarea laterală 104
Figura 3.29. Senzor acustic 105
Figura 3.30. Procesarea imaginilor video 106
Figura 3.31. Situații în care nu este detectat vehiculul 107
Figura 3.32. Detectarea contururilor 108
Figura 3.33. Căutarea marginilor dreptunghiului de încadrare 108
Figura 3.34. Determinarea părții inferioare a dreptunghiului de încadrare 108
Figura 3.35. Zona în care se caută partea superioară a dreptunghiului de încadrare 109
Figura 3.36. Identificarea a două vehicule apropiate 109
Figura 3.37. Transformarea vectorilor pe baza vecinilor 110
Figura 3.38. Corectarea prin filtrare a blocurilor identificate 110
Figura 3.39. Identificarea obiectelor cu ajutorul blocurilor componente 111
Figura 3.40. Binarizarea imaginii 112
Figura 3.41. Identificare zonei numărului de înmatriculare 112
Figura 3.42. Imaginea numărului de înmatriculare 113
Figura 3.43. Numărul de înmatriculare 113
Figura 3.44. Localizarea caracterelor 113
Figura 3.45. Caracterele individuale 114
Figura 3.46. Caracterele normalizate 114
Figura 3.47. Caracterele din baza de date 115
Figura 3.48. Exemplu de identificare a pietonilor în cadrul video 117
Figura 3.49. Conector RS-232 cu 25 și 9 pini 118
Figura 3.50. Principiul RDS 122
Figura 3.51. Arhitectura MOBITEX 132
Figura 3.52. Spectrul radiațiilor luminoase 138
Figura 3.53. Tipuri de conexiuni în infraroșu 140
Figura 3.54. Nivelurile OSI 140
Figura 4.1. Profilul tipic al cererii traficului pentru un model dinamic 148
Figura 4.2. Diagrama fluxurilor de trafic 150
Figura 4.3. Exemplu de diagramă timp-spațiu pentru microsimulare 151
Figura 4.4. Exemplu de utilizare a modelării 3 D pe calculator a traficului 153
Figura 4.5. ARCADY – Geometria intersecției și lista de date necesare 155
Figura 4.6. ARCADY – Selectarea datelor dorite pentru raport 155
Figura 4.7. OSCADY – Ecranul principal 157
Figura 4.8. OSCADY – Ecranul principal cu diagrame 157
Figura 4.9. OSCADY – Diagrama fluxurilor de trafic 158
Figura 4.10. OSCADY – Matricea origine-destinație 158
Figura 4.11. TRANSYT – Diagrama fazelor 159
Figura 4.12. TRANSYT – Crearea unui nod al rețelei de drumuri 160
Figura 4.13. TRANSYT – Interfața grafică a programului 160
Figura 4.14. TRANSYT – Modului de design al intersecțiilor 161
Figura 4.15. TRANSYT – Graficul consumurilor de combustibil 161
Figura 4.16. SYNCHRO – Fereastra principală 162
Figura 4.17. SYNCHRO – Stabilirea volumelor de trafic 162
Figura 4.18. SYNCHRO – Schița unei intersecții 163
Figura 4.19. SYNCHRO – Modulul cu datele benzilor de circulație 163
Figura 4.20. SYNCHRO – Modulul cu datele volumelor de trafic 165
Figura 4.21. SYNCHRO – Modulul cu datele timpilor de semaforizare 166
Figura 4.22. SYNCHRO – Modulul cu datele fazelor de semaforizare 167
Figura 4.23. Paramics – Harta zonei 168
Figura 4.24. Paramics – Schiță la nivel de intersecție 169
Figura 4.25. Paramics – Determinarea fluxurilor de vehicule 169
Figura 4.26. Interfața SimTraffic 171
Figura 4.27. Ecranul principal VISSIM 172
Figura 4.28. VISSIM – Graficul de distribuție al vitezei 173
Figura 4.29. VISSIM – Distribuția culorii vehiculelor 173
Figura 4.30. VISSIM – Distribuția modelelor de vehicule 174
Figura 4.31. VISSIM – Stabilirea parametrilor vehiculelor 174
Figura 4.32. VISSIM – Stabilirea parametrilor parcărilor 175
Figura 4.33. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față 175
Figura 4.34. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbarea benzilor de circulație 176
Figura 4.35. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față 176
Figura 4.36. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbările culorii semafoarelor 177
Figura 5.1. Procedura analizei operaționale 188
Figura 5.2. Diagrama conceptuală a arhitecturii sistemelor avansate de management al traficului 218
Figura 5.3. Sistemul de management al traficului din Seattle 221
Figura 5.4. Arhitectura logică RHODES 222
Figura 5.5. Arhitectura sistemului APTTCA 224
Figura 5.6. Modul de dispunere al senzorilor în sistemul APTTCA 224
Figura 5.7. LA ATCS – Ecranul stației de lucru 226
Figura 5.8. LA ATCS – Harta dinamică a rețelei 226
Figura 5.9. LA ATCS – Harta dinamică a intersecțiilor 227
Figura 5.10. LA ATCS – Parametrii de semaforizare, care pot fi modificați direct din interfața grafică cu operatorul 227
Figura 5.11. LA ATCS – Parametrii adaptivi – Interfața grafică cu operatorul 228
Figura 5.12. LA ATCS – Arhitectura sistemului 229
Figura 5.13. Sistemul SCOOT 235
Figura 5.14. Un autobuz ajunge în apropierea intersecției 237
Figura 5.15. Vehiculul este detectat la finalul fazei 1, care este o perioadă de verde pentru A și prin urmare această perioadă se extinde 238
Figura 5.16. Vehiculul este detectat în timpul fazei 2, care este o perioadă de roșu și astfel începutul de verde este devansat 238
Figura 5.17. Strategia de control optimizat în buclă închisă de la sistemul UTOPIA. 245
Figura 5.18. Diagrama de timp a programului SPOT. 246
Figura 6.1. Etapele de analiză a traseului 248
Figura 6.2. Intersecția Bd Carol – Calea Moșilor 251
Figura 6.3. Exemplu de intersecții 252
Figura 6.4. Diagrama de decizie a algoritmului 254
Figura 6.5. Reprezentarea în Synchro a traseului ales 255
Figura 6.6. Model de schemă pentru intersecțiile studiate 256
Figura 6.7. Calculul pentru optimizarea lungimii ciclului 256
Figura 6.8. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu-Agricultorilor 257
Figura 6.9. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu-Agricultorilor 257
Figura 6.10. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu- Mătăsari 258
Figura 6.11. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu- Mătăsari 258
Figura 6.12. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Popa Nan 259
Figura 6.13. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Popa Nan 259
Figura 6.14. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Traian 260
Figura 6.15. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Traian 260
Figura 6.16. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Carol I – Calea Moșilor 261
Figura 6.17. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Carol I – Calea Moșilor 261
Figura 6.18. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Carol I – Armand Călinescu 262
Figura 6.19. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Carol I – Armand Călinescu 262
Figura 6.20. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Rosetti 1 263
Figura 6.21. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Rosetti 1 263
Figura 6.22. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Rosetti 2 264
Figura 6.23. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Rosetti 2 264
Figura 6.24. Tronsonul Universitate – piața Rosetti 268
Figura 6.25. Piața Rosetti 269
Figura 6.26. Tronsonul Rosetti – Armenească 270
Figura 6.27. Tronsonul Armenească – Moșilor 271
Figura 6.28. Tronsonul Moșilor – Foișor 272
Figura 6.29. Tronsonul Foișor – Popa Nan 274
Figura 6.30. Tronsonul Popa Nan – Mătăsari 275
Figura 6.31. Tronsonul Mătăsari – Iancului 277
Figura 6.32. Modelarea traseului ales în Synchro 282
Figura 6.33. Tronsonul Universitate – piața Rosetti 289
Figura 6.34. Piața Rosetti 290
Figura 6.35. Tronsonul Rosetti – Armenească 291
Figura 6.36. Tronsonul Armenească – Moșilor 292
Figura 6.37. Tronsonul Moșilor – Foișor 293
Figura 6.38. Tronsonul Foișor – Popa Nan 294
Figura 6.39. Tronsonul Popa Nan – Mătăsari 295
Figura 6.40. Tronsonul Mătăsari – Iancului 296
Figura 6.41. Fișa de calcul Excel pentru determinarea timpilor de verde 301
Figura 6.42. Analiza cazului Piața Pache Protopopescu 303
Figura 6.43. Fișa ce calcul Excel pentru determinarea întârzierilor 305
Figura 6.44. Ecranul introductiv al aplicației 311
Figura 6.45. Ecranul inițial al modulului de analiză pentru o intersecție 313
Figura 6.46. Graficele semafoarelor și ale cozilor de vehicule (înainte de începerea simulării) 314
Figura 6.47. Simulare cu toate elementele vizuale activate 315
Figura 6.48. Meniul Fișier 317
Figura 6.49. Meniul Operații 318
Figura 6.50. Meniul Opțiuni 319
Figura 6.51. Fereastra inițială a modulului pentru intersecții corelate 321
Figura 6.52. Meniul Fișier 322
Figura 6.53. Meniul Operații 323
Figura 6.54. Ecranul simulării cu graficul pentru coada de vehicule afișat 324
Figura 6.55. Mod de lucru normal 325
Figura 6.56. Modul Blocare viraje 1 325
Figura 6.57. Modul Blocare viraje 2 și direct 1 326
Figura 6.58. Modul Blocare viraje 3 și direct 3 327
Figura 6.59. Revenirea la modul Blocare viraje 2 și direct 2 328
Figura 6.60. Din nou modul Blocare viraje 3 și direct 3 328
Figura 6.61. Modul Blocare viraje 2 și direct 2 329
Figura 6.62. Modul Blocare viraje 1 329
Figura 6.63. Graficul variației cozii de vehicule în timp 330
Figura 6.64. Diagrama de funcționare 331
Figura 6.65. Amplasarea detectorilor de trafic 333
Figura 6.66. Diagrama de decizie 334
Figura 6.67. Selectarea cerințelor pentru elaborarea arhitecturii 335
Figura 6.68. Selectarea funcțiilor 343
Figura 6.69. Selectarea fluxurilor de date 344
Figura 6.70. Alegerea bazelor de date 352
Figura 6.71. Selectarea fluxurilor de date 353
Figura 6.72. Selectarea terminatorilor 353
Figura 6.73. Evaluarea datelor introduse 355
Figura 6.74. Definirea sub-sistemelor fizice 355
Figura 6.75. Alocarea funcțiilor și bazelor de date pe sub-sisteme fizice 356
Figura 6.76. Definirea modulelor 356
Figura 6.77. Alocarea funcțiilor și bazelor de date pe module 357
Figura 6.78. Afișarea rezultatelor finale ale fluxurilor de date fizice 357
Index de tabele
Tabelul 2.1 – Legătura dintre domeniile funcționale și cerințele utilizatorilor 29
Tabelul 2.2 – Agenții economici din arhitectura de referință TICS 39
Tabelul 2.3 – Cazuri de utilizare în arhitectura de referință TICS 39
Tabelul 2.4 – Cazuri ale arhitecturii de referință TICS 40
Tabelul 2.5 – Pachetele de piață ITS 42
Tabelul 2.6 – Serviciile utilizator pentru Arhitectura Națională ITS 45
Tabelul 2.7 – Tehnologiile autorizate 55
Tabelul 3.1 – Indicații semafoare 70
Tabelul 3.2 – Tehnologiile de realizare a panourilor cu mesaje variabile 76
Tabelul 3.3 – Sisteme de detecție a vehiculelor: avantaje și dezavantaje 79
Tabelul 3.4 – Sisteme de detecție a vehiculelor: tipuri de informații 82
Tabelul 4.1 – Structura informațiilor necesare pentru optimizarea prin microsimulare a traficului rutier urban 144
Tabelul 4.2 – Eficiența diferitelor tipuri de algoritmi de modelare (pe o scară de la 0 la 3) 153
Tabelul 4.3 – Efortul depus pentru modelare (0 – redus, 1 – mediu, 2 – relativ ridicat) 154
Tabelul 5.1 – Criteriile nivelului de serviciu pentru intersecții semnalizate 184
Tabelul 5.2 – Datele de intrare necesare pentru analizarea fiecărui grup de benzi 189
Tabelul 5.3 – Relație între tipul de sosire și raportul de grup 190
Tabelul 5.4 – Valori standard pentru utilizare în analiză operațională 192
Tabelul 5.5 – Grupuri tipice de benzi ce pot fi analizate 195
Tabelul 5.6 – Factorul de utilizare al benzii 196
Tabelul 5.7 – Factorul de ajustare pentru lățimea benzii 198
Tabelul 5.8 – Factorul de ajustare pentru vehiculele grele 199
Tabelul 5.9 – Factorul de ajustare pentru înclinare 199
Tabelul 5.10 – Factorul de ajustare pentru parcări, fp 199
Tabelul 5.11 – Factorul de ajustare pentru blocajele provocate de autobuze, fba 199
Tabelul 5.12 – Factorul de ajustare pentru tipul zonei, fz 199
Tabelul 5.13 – Factorul de ajustare pentru viraje la dreapta, fVDr 200
Tabelul 5.14 – Factorul de ajustare pentru virajele la stânga, fVSt 203
Tabelul 5.15 – Factorul de ajustare a progresiei, FP 210
Tabelul 5.16 – Criterii de capacitate pentru analiza de planificare la intersecțiile semnalizate 214
Tabelul 5.17 – Tipuri de sisteme UTC 220
Tabelul 5.18 – Procesul de optimizare ITACA 243
Tabelul 6.1 – Tabel măsurători inițiale 266
Tabelul 6.2 – Piața Rosetti 2 – Universitate 268
Tabelul 6.3 – Piața Rosetti 1 – Piața Rosetti 2 270
Tabelul 6.4 – Armenească – Piața Rosetti 1 271
Tabelul 6.5 – Carol I-Moșilor – Armenească 272
Tabelul 6.6 – Pache Protopopescu-Traian – Carol I-Moșilor 273
Tabelul 6.7 – Pache Protopopescu-Popa Nan – Pache Protopopescu-Traian 274
Tabelul 6.8 – Pache Protopopescu-Mătăsari – Pache Protopopescu- Popa Nan 276
Tabelul 6.9 – Piața Iancului – Pache Protopopescu- Mătăsari 277
Tabelul 6.10 – Succesiunea finală a intersecțiilor 278
Tabelul 6.11 – Analiza comparativă 280
Tabelul 6.12 – Tabel măsurători inițiale – test „undă verde” 287
Tabelul 6.13 – Piața Rosetti 2 – Universitate: test „undă verde” 290
Tabelul 6.14 – Piața Rosetti 1 – Piața Rosetti 2: test „undă verde” 291
Tabelul 6.15 – Armenească – Piața Rosetti 1: test „undă verde” 291
Tabelul 6.16 – Carol I-Calea Moșilor – Armenească: test „undă verde” 292
Tabelul 6.17 – Pache Protopopescu-Traian – Carol I-Calea Moșilor: test „undă verde” 293
Tabelul 6.18 – Pache Protopopescu-Popa Nan – Pache Protopopescu-Traian: test „undă verde” 295
Tabelul 6.19 – Pache Protopopescu-Mătăsari – Pache Protopopescu- Popa Nan: test „undă verde” 296
Tabelul 6.20 – Piața Iancului – Pache Protopopescu- Mătăsari: test „undă verde” 297
Tabelul 6.21 – Succesiunea finală a intersecțiilor: test „undă verde” 297
Tabelul 6.22 – Analiza comparativă – test „undă verde” 299
Tabelul 6.23 – Situația inițială 306
Tabelul 6.24 – Situația după primul test 307
Tabelul 6.25 – Situația după al doilea test 309
Tabelul 6.26 – Comparație între întârzierea cauzată de semaforizare în cele trei situații 310
Prezentarea problematicii tratate și conținutul tezei
Creșterea populației pe întreg Globul și creșterea nivelului de trai, în special pentru țări cu populație numeroasă, cum ar fi China sau India, a condus la o mărire a numărului de vehicule personale mai accentuată decât dezvoltarea capacității de infrastructură rutieră. Pentru rezolvarea acestei probleme cele mai eficiente soluții, din punct de vedere al traficului, sunt modificările aduse rețelei de drumuri. Dar aceste lucrări au costuri de realizare destul de mari și de cele mai multe ori sunt imposibil de realizat din cauza structurii orașelor și a lipsei de spațiu pentru infrastructură rutieră.
Congestiile de trafic au început să fie prezente la nivel mondial, fiind cauzate de creșterea gradului de urbanizare, a populației și nu în ultimul rând a gradului de motorizare. Acestea conduc la o creștere a timpului de călătorie, a consumului de combustibil și a poluării aerului.
Din aceste motive în ultimii ani s-a pus accentul în special pe studierea metodelor prin care se poate eficientiza circulația în condițiile curente de infrastructură. A apărut astfel domeniul sistemelor „inteligente” de transport, prin care se dorește implementarea unor noi tehnici de semaforizare și a unor algoritmi pentru studiul traficului și determinarea celei mai bune metode prin care se poate face coordonarea acestuia, având ca rezultate reducerea timpului de călătorie și a consumului de combustibil, sporind în același timp siguranța deplasării.
Lucrarea de față dorește a fi un studiu asupra soluțiilor posibile pentru rezolvarea problemelor traficului rutier urban. S-a realizat o trecere în revistă a tuturor elementelor care fac parte dintr-un sistem complex și complet de analiză a traficului, pornind de la o analiză comparată a detectorilor de trafic, cu avantajele și dezavantajele fiecărei categorii, trecând prin sisteme de comunicații utilizate în cadrul sistemelor de management al traficului urban, algoritmi de analiză a traficului și software specializat pentru modelarea și simularea condițiilor de circulație în mediul urban. În final a fost propus un nou algoritm pentru semaforizare, care pleacă de la ipoteza că pe perioada orelor de vârf în orașele mari este inevitabilă formarea congestiilor de trafic și propune o modalitate de a rezolva această problemă.
Teza este structurată în 7 capitole, conține 193 de figuri, 58 de tabele, 2 anexe și 171 de referințe bibliografice, dintre care 33 sunt realizate de autor, singur sau în colaborare, reprezentând cărți, articole și documente rezultate din activitatea de cercetare în cadrul unor proiecte naționate și europene. Fiecare capitol se încheie cu concluzii pentru a accentua importanța și utilitatea noțiunilor prezentate în cadrul tematicii abordate.
În capitolul 1 intitulat „Prezentarea problematicii tratate și conținutul tezei” se prezintă justificarea alegerii temei și importanța rezolvării acesteia.
Capitolul 2 este intitulat „Sisteme inteligente de transport”. Termenul de Sistem Inteligent de Transport se referă la utilizarea tehnologiei informației și a comunicării în infrastructurile de transport sau în vehicule cu scopul de a îmbunătăți siguranța, timpii de transport și consumul de combustibil. Dezvoltarea acestor sisteme a provenit din necesitatea rezolvării problemelor cauzate de congestiile de trafic, în condițiile dezvoltării unor domenii conexe esențiale, cum ar fi: tehnologia informației, controlul în timp real sau rețelele de comunicații. În acest capitol se face o prezentare a acestor sisteme și se prezintă importanța existenței unei arhitecturi comune la nivel european, care are următoarele componente:
Arhitectura funcțională – este cea care asigură funcționalitatea necesară pentru ca sistemul să îndeplinească nevoile utilizatorului.
Arhitectura fizică – reprezintă modul în care funcționalitatea poate fi implementată ca aplicație pentru a îndeplini nevoile utilizatorului.
Arhitectura de comunicație – este legătura care permite schimbul de date între sistemele – exemplu din arhitectura fizică și dintre sistemele – exemplu și lumea exterioară.
Orice sistem care se implementează în domeniul transporturilor ar trebui să aibă la bază aceste arhitecturi. Pentru a putea planifica în mod convenabil implementarea acestora a fost definit un set mai fin de blocuri de servicii ITS orientate spre dezvoltare. Acestea au fost numite „servicii de piață”. Acestea identifică piesele din Arhitectura Națională ITS necesare pentru a implementa un serviciu. Pachetele de piață sunt destinate unei probleme specifice de transport și pot face legătura cu serviciul utilizator și cerințele mai detaliate ale acestuia. În capitol sunt prezentate cele 8 categorii principale de pachete.
Capitolul 3 „Tehnologii utilizate în dirijarea traficului rutier urban” este împărțit în trei mari domenii, și anume:
sisteme de afișare a indicațiilor pentru conducătorii de vehicule prezintă modalitățile de comunicare a informațiilor referitoare, în principal, la dirijarea traficului. Sunt prezentate indicatoarele statice – indicatoare rutiere – și dinamice – semafoare și panouri cu mesaje variabile;
sistemele de detecție a vehiculelor sunt echipamente electrice sau electronice utilizate pentru detectarea diverșilor parametri de trafic dintre care cel mai ușor de detectat este numărul de vehicule care trec prin zona detectorului. În funcție de tipul de detector utilizat se pot obține si alte informații de la viteza vehiculului, categoria acestuia și până la identificare numărului de înmatriculare în cazul camerelor video. Este prezentat în capitol și un tabel comparativ cu caracteristicile celor mai utilizați detectori sisteme de detecție a vehiculelor și sisteme de comunicații utilizate în cadrul sistemelor de management al traficului, pentru a rezulta avantajele și dezavantajele utilizării acestora;
partea a treia prezintă tipuri de comunicații de date utilizate în cadrul sistemelor de monitorizare și control al traficului. Comunicațiile de date sunt necesare pentru colectarea datelor și pentru distribuirea informațiilor. În ceea ce privește infrastructura, sunt utilizate comunicațiile staționare. Datele obținute de la sursele fixe, cum sunt detectorii în buclă și televiziunile cu circuit închis, pot fi transmise la centrele de management și apoi distribuite de acestea prin intermediul comunicațiilor staționare și mobile. În ceea ce privește vehiculul, sunt necesare comunicațiile mobile. Datele obținute de la sursele mobile, precum patrulele din elicopter și ieșirile din procesoarele de date amplasate în vehicul, precum coordonatele GPS, trebuie să fie transmise la centrul de management prin intermediul comunicațiilor fără fir sau mobile.
Capitolul 4 „Instrumente software pentru managementul traficului” realizează o prezentare a instrumentelor software utilizate pentru modelarea și simularea traficului, precum și o serie de modele matematice care stau la baza acestor programe.
Modelarea fluxurilor de trafic urban reprezintă o componentă importantă a managementului traficului care se realizează, de obicei, cu ajutorul unor programe informatice. Analiza ar trebui să aibă ca rezultate evaluarea capacității intersecțiilor, a rețelelor de drumuri și determinarea punctelor în care apar congestii. Soluțiile propuse vizează modificarea timpilor de semaforizare sau schimbări în geometria drumurilor.
Realizarea și analiza modelelor de trafic se efectuează pe mai multe niveluri, pornind de la nivelul static al unei singure intersecții, în care sunt afișate rezultatele referitoare la timpii optimi de semaforizare, nivelul de serviciu al intersecției etc. sub formă de valori numerice și până la nivelul dinamic al rețelei, în care este analizată întreaga rețea de drumuri și rezultatele referitoare la cozile de vehicule și congestiile care se produc pot fi afișate 4D, prin simularea mersului unui vehicul între două puncte ale rețelei, utilizatorul fiind situat pe locul șoferului.
Modelele matematice analizate sunt:
modele statice;
modele dinamice;
modele continue;
modele bazate pe microsimulare.
Capitolul 5 reprezintă un sumar pentru „Soluții existente pentru optimizarea traficului urban”. Tradițional, cele mai răspândite sisteme utilizate pentru controlul traficului în zonele urbane sunt semafoarele de trafic, de obicei operate în cadrul unui sistem de control al traficului urban. Aceste sisteme au la bază algoritmi adaptați pentru situațiile concrete existente, care depind de volumele de trafic înregistrate și care pot varia de la algoritmi statici și până la semaforizări dependente de trafic. Categoriile de beneficii așteptate a rezulta în urma implementării unui sistem de management al traficului sunt: creșterea vitezei medii de circulație și scăderea întârzierilor în tranzit, a întârzierilor datorate virajelor la stânga, a întârzierile totale produse de intersecții și a celor pentru pietoni, micșorarea consumului de combustibil.
Dar nu se poate realiza o coordonare eficientă a traficului în situațiile în care într-o anumită intersecție, de exemplu, semaforizarea necorespunzătoare nu permite eliberarea traficului care intră pe strada principală, existând în schimb un timp de verde neutilizat pentru intrările celelalte. Din acest motiv este prezentat inițial un algoritm prin care se poate face o evaluare la nivel de intersecție din care rezultă eventualele modificări care trebuie întreprinse pentru a îmbunătăți nivelul de serviciu (care va fi definit în continuare). După analiza tuturor intersecțiilor de pe un traseu, sau dintr-o anumită zonă se poate studia implementarea unui algoritm pentru coordonarea și comanda centralizată a semafoarelor de trafic. O serie de soluții existente concretizate prin astfel de sisteme este prezentată în partea a doua a acestui capitol.
Capitolul 6 „Algoritm de control al accesului în intersecție” introduce noțiunea intersecție cu acces controlat, care, spre deosebire de intersecția semaforizată, presupune și existența un algoritm pentru comanda dinamică a semafoarelor în funcție de situația curentă din teren cu scopul de a micșora posibilitatea formării cozilor de vehicule și pentru a preveni extinderea acestora în intersecțiile adiacente, în cazul în care intersecția curentă este deja congestionată.
În acest capitol se propune o soluție nouă pentru gestionarea traficului în timpul orelor de vârf, cu scopul de a împiedica extinderea cozilor de vehicule. A fost ales un traseu pe care de obicei apar congestii de trafic pentru a se verifica eficiența algoritmului. Acesta a fost testat în două variante: prima în care s-a încercat doar reducerea efectul cozilor de vehicule și a doua în care s-a dorit implementarea unui sistem „undă-verde” chiar în condiții de congestie.
S-a realizat inițial o analiză a tuturor intersecțiilor de pe traseu cu ajutorul programului Synchro, pentru a se evalua starea inițială și a exista un punct de raportare pentru analizele efectuate. S-au realizat și fișe de calcul, pentru determinarea timpilor de verde necesari în intersecții și deoarece algoritmul nu poate fi implementat în programele existente a fost creat și un software pentru simularea traficului în condițiile implementării sistemului propus. În plus, s-a realizat o analiză a traseului cu programul Synchro prin care s-a confirmat eficiența algoritmului propus.
În capitolul 7 „Concluzii” sunt expuse concluziile rezultate pe baza cercetărilor desfășurate, precum și contribuțiile originale ale autorului la această lucrare.
Teza se încheie cu o listă de abrevieri utilizate în cadrul lucrării, o bibliografie completă, indexată corespunzător și două anexe.
Sisteme inteligente de transport
Concepte legate de sistemele inteligente de transport
Termenul de Sistem Inteligent de Transport (ITS) se referă la utilizarea tehnologiei informației și a comunicării în infrastructurile de transport sau în vehicule cu scopul de a îmbunătăți siguranța, timpii de transport și consumul de combustibil.
Cu alte cuvinte, sistemele inteligente de transport se referă la orice sistem sau serviciu care face mai eficientă și mai economică mișcarea persoanelor și a bunurilor, adică mai „inteligentă”. [C1]
Dezvoltarea ITS a provenit din necesitatea rezolvării problemelor cauzate de congestiile de trafic, în condițiile dezvoltării unor domenii conexe esențiale, cum ar fi: tehnologia informației, controlul în timp real sau rețelele de comunicații. Congestiile de trafic au început să fie prezente la nivel mondial, fiind cauzate de creșterea gradului de urbanizare, a populației și nu în ultimul rând a gradului de motorizare. Congestiile conduc la o creștere a timpului de călătorie, a consumului de combustibil și a poluării aerului.
Migrarea populației din mediul rural în cel urban s-a realizat diferit. În unele zone s-a realizat urbanizarea fără creșterea gradului de motorizare (de exemplu în Santiago, Chile) din cauza sărăciei care nu le permite multor oameni să dețină un autoturism. În alte zone mai bogate dezvoltarea a însemnat și o creștere a numărului de autovehicule, care, în situația în care infrastructura rutieră a orașului nu a putut fi dezvoltată în mod corespunzător, a cauzat congestii de trafic.
O soluție pentru aceste probleme este implementarea unor sisteme „inteligente” care să fie capabile să eficientizeze mișcarea persoanelor și a mărfurilor, să reducă timpul de călătorie și consumul de combustibil, sporind în același timp siguranța deplasării. Aceste aspecte reprezintă esența sistemelor inteligente de transport.
Arhitecturile sistemelor inteligente de transport
Necesitatea unei arhitecturi de sistem
Proiectanții fiecărui sistem trebuie să elaboreze un set de caracteristici pe care trebuie să le respecte acesta și vor construi sistemul cu anumite însușiri care, pe de o parte, îi vor conferi acestuia un anumit „caracter” și, pe de alta, vor fi foarte dificil de modificat în stadiile ulterioare proiectării. Unul din obiectivele definirii unei arhitecturi specifice pentru un sistem este garantarea faptului că presupunerile sunt corecte și „caracterul” este cel dorit.
Arhitectura cadru ITS Europeană
Un cadru reunește fragmente izolate și elemente discrete de cunoștințe pentru a crea un anumit tipar și pentru a identifica relații și deficiențe [Anthony 1965]. Un cadru poate fi de asemenea, baza unei acțiuni viitoare. Proiectul KAREN a oferit prima definire a arhitecturii cadru ITS europeane, care corespunde ambelor definiții menționate anterior.
O arhitectură națională ITS furnizează cadrul comun pentru planificarea, definirea și integrarea sistemelor inteligente de transport. Aceasta definește:
funcțiile pe care sistemele ITS trebuie să le îndeplinească;
entitățile fizice sau subsistemele care îndeplinesc acele funcții;
modul de transfer al datelor care conectează funcțiile și subsistemele fizice într-un sistem integrat.
Relația cu arhitectura cadru ITS europeană
Modelele oferă o perspectivă de nivel superior a tipurilor de servicii posibile utilizând ITS, fără să prezinte detalii privind modul în care ele ar putea fi realizate. Ele sunt scenarii privind activitățile tipice asociate cu transportul rutier, indicând unde ar putea fi utile facilitățile ITS. În consecință, fiecare model demonstrează o manifestare a unei părți a arhitecturii cadru ITS europene.
Totuși, nu trebuie să se exagereze în încercarea de a extrage prea multe informații din modele. De aceea ele trebuie tratate ca „impresii de artist” și nu ca proiecte inginerești. [B1]
Deși modelele nu acoperă întreaga Arhitectură cadru, ele cuprind cea mai mare parte a acesteia. Există de asemenea anumite suprapuneri, deoarece diferite modele privesc scenarii similare din diferite puncte de vedere.
Privire generală asupra arhitecturilor Sistemelor de Transport Inteligent europene
Este important să putem distinge între diferitele categorii de arhitecturi europene posibile. Deși toate au aceleași obiective, ele au diferite relații una în raport cu alta.
Arhitectura cadru europeană este o arhitectură care s-a dezvoltat pentru aplicarea sistemelor ITS în Europa. Este bazată pe un set de nevoi ale utilizatorilor identificare la nivel european, elaborate de proiectul KAREN. Arhitectura cadru este în prezent disponibilă ca parte a rezultatelor (publicabile) ale proiectului KAREN.
Arhitectura cadru națională reprezintă o arhitectură care este elaborată pentru a acoperi aplicarea sistemelor ITS în cadrul unei națiuni europene sau al unui stat autonom din cadrul națiunii. Ea se poate baza pe acele părți ale nevoilor utilizatorilor ITS din Europa care sunt relevante pentru națiunea respectivă și care poate fi elaborată pe baza arhitecturii cadru ITS europene. Această arhitectură va defini aplicațiile ITS care urmează a fi aplicate în cadrul națiunii (sau statului) pentru a servi nevoilor utilizatorilor acestuia.
Arhitectura cadru locală este o arhitectură elaborată pentru a acoperi aplicarea ITS într-un loc sau zonă specifică, de exemplu, într-o regiune sau un oraș din cadrul statului. Ea se poate baza pe un sub-set al nevoilor utilizatorilor ITS europeni folosit pentru arhitectura națională (sau a statului), sau, dacă acestea nu există, pe acelea pentru arhitectura cadru europeană. Nevoile utilizatorilor vor fi numai cele care definesc serviciile pe care le solicită zona locală. Această arhitectură va conține de aceea aplicațiile ITS care sunt specifice localității unde vor fi utilizate. Punctul de pornire pentru orice arhitectură locală va fi arhitectura națională (sau de stat) sau, în absența acesteia arhitectura cadru ITS europeană însăși.
Arhitectura de serviciu este o arhitectură care este elaborată pentru un anumit serviciu ITS independent de contextul geografic. Proiectul KAREN a identificat un set de servicii fundamentale. ISO TC204 WG1 a propus de asemenea un set de 32 de servicii fundamentale pentru Sisteme de informare și control în transporturi (TICS). Astfel, de exemplu, o arhitectură specifică de serviciu poate fi definită pentru serviciile de îndrumare rutieră sau pentru serviciile de taxare.
Arhitectura de sistem este o structură care constă în elemente de sistem, interfețe, procese, constrângeri și comportament [CONVERGE 1998]. O arhitectură de sistem acoperă o zonă particulară a arhitecturii europene, naționale, locale, sau de serviciu, având rolul de a specifica ce este necesar pentru a pune în funcțiune o anumită aplicație ITS. Conținutul va fi la un nivel care va oferi un punct de pornire pentru generarea de specificații care să permită achiziționarea sistemului însuși.
Este important să se distingă între cele trei roluri diferite ale unei arhitecturi în scenariul european. Ele pot fi definite după cum urmează:
La nivelul cel mai apropiat proiectării este arhitectura de sistem, care este de importanță fundamentală atunci când sistemul este creat prin integrarea a două sau mai multor subsisteme. Arhitectura de sistem oferă structura în jurul căreia poate fi dezvoltată o clasă a sistemului. Este nivelul la care este construită baza pentru „Sistemele funcționale și exploatabile” (“Working and Workable Systems”) [CONVERGE 1998].
Arhitecturi cadru naționale, locale sau de serviciu au fost definite pentru statele membre UE, regiuni sau orașe, sau pentru un anumit serviciu pentru a crea condiții pentru o piață compatibilă și soluții modulare și pentru a stabili implementări de soluții și servicii interoperabile la nivel de națiuni, regiuni sau orașe. Două sau mai multe servicii sunt interoperabile dacă pot să transmită date între ele în beneficiu mutual, de exemplu pentru a oferi funcționalități complementare și armonioase; interoperabilitatea include aspecte tehnice, operaționale și de organizare.
Aceste arhitecturi sunt de asemenea instrumente pentru îndrumarea inițiativelor de cercetare națională și pentru asigurarea de documente de referință pentru standarde și reguli de urmat în aplicații. Ele oferă de asemenea o terminologie comună pentru sistemele în specificare și posibilitatea de a recomanda standardele și interfețele de utilizat pentru a obține compatibilitatea la nivel național și european
Arhitectura cadru europeană a atins un nivel care permite utilizarea ei ca referință pentru toate arhitecturile ITS din statele membre ale UE. Această arhitectură este destinată să fie fundamentul pentru construirea celorlalte categorii de arhitecturi. Ea va permite acestora să garanteze compatibilitatea la interfața cu alte sisteme astfel încât servicii uniforme să poată fi oferite călătorilor transfrontalieri și astfel încât să poată fi stabilită o piață europeană deschisă de componente compatibile.
Proiectul KAREN a avut sarcina de a crea elementele cheie ale arhitecturii cadru europene având în vedere elementele deja existente și privind totodată către viitor și către cererile exprimate în lista nevoilor utilizatorilor europeni, care nu pot fi complet satisfăcute de sistemele existente. Astfel, în timp ce arhitectura cadru se concentrează pe funcționalitate și alte facilități destinate satisfacerii nevoilor utilizatorilor, ea nu va „reinventa roata” dacă există deja o soluție aplicabilă.
Pentru a face ca sistemele moștenite să fie complet interoperabile cu celelalte sisteme ITS, va exista o strategie de migrare pentru a-i informa pe deținătorii lor asupra modului în care ar putea deveni compatibile cu arhitectura cadru europeană. Trebuie remarcat că deși se presupune adesea că „migrare” înseamnă „înlocuire”, în practică, aceasta poate de asemenea însemna „îmbunătățire” sau „adăugare”, ceea ce, de obicei, este mai puțin litigios și scump.
Aspecte legate de elaborarea arhitecturii ITS
Nivelurile arhitecturii ITS
Arhitectura ITS specifică schimbul de informații și managementul controlului pe diferite niveluri, așa cum este prezentat în modelul multinivel, din figura 2.1 – „Model multinivel al arhitecturii ITS” (CONVERGE 1998). Există mai multe modalități de definire a acestor niveluri. Managerii din domeniul transporturilor au nevoie de mai multe informații privind arhitectura sistemului referitoare la nivelurile superioare (nivelurile 2 și 3), care sunt orientate spre organizarea sistemului. Nivelurile inferioare sunt orientate spre proiectarea și ingineria detaliată a sistemului.
Nivelul 3 al arhitecturii trebuie să reflecte constrângerile din lumea reală care operează asupra organizațiilor de transport și cerințele privind proprietățile sistemului, cum ar fi introperabilitatea dintre organizația implicată și mediu precum și controlul informației furnizate de organizația respectivă. Acesta mai poate evidenția locul și momentul când trebuie modificate sau schimbate structurile organizaționale existente în scopul furnizării de servicii ITS. Nivelul 3 al arhitecturii stabilește cadrul de lucru pentru nivelul 2 al arhitecturii ITS.
Nivelul 2 al arhitecturii ITS prezintă proprietățile sistemelor care operează într-o singură organizație și ia în considerare caracteristicile existente și viitoare ale sistemului. Structurile existente privind responsabilitățile în cadrul organizației și sistemele ITS care funcționează pe baza acestora pot fi obiectul unor modificări considerabile în timp.
Atunci când analiza formală a sistemului este finalizată, este necesar să se revadă caracteristicile evidențiate pe nivelurile 2 și 3 ca parte a procesului de alocare a responsabilităților pentru implementarea sistemelor ITS în cadrul organizației. Unele dintre interfețe sunt definite prin specificații naționale și internaționale, în special, protocoalele și standardele de comunicare care trebuie utilizate. Arhitectura ITS la nivelul 2 și/sau nivelul 3 prezintă intefețele dintre organizații publice și sectorul privat.
Figura 2.1. Model multinivel al arhitecturii ITS
Nivelul 1 al arhitecturii ITS este orientat, în primul rând spre proiectarea sistemului. La acest nivel, este definită structura sistemului, funcțiile ITS sunt grupate pentru implementare și sistemul informațional este descompus logic în subsisteme în scopul de a fi proiectate la nivelul 0. Sunt alese tehnologii specifice care vor fi indicate doar la nivelul 0. Nivelurile 1-3 ale arhitecturii ITS sunt independente de tehnologie fiind relativ stabile în raport cu modificările tehnologice.
În cadrul unui sistem complex, prezentarea logică a tuturor informațiilor referitoare la sistem nu se poate face doar într-un singur mod. Sunt necesare mai multe modalități de descriere a diferitelor niveluri de detaliere și a diferitelor tipuri de informații. Aceste modalități pot să includă o arhitectură logică, care descrie fluxul de date și modul de prelucrare a datelor, o arhitectură funcțională care prezintă funcțiile, o arhitectură fizică ce repartizează funcțiile pe subsisteme fizice, o arhitectură organizațională care atribuie entități logice unui model organizațional, descriind furnizorii sau destinatarii serviciilor oferite de ITS. [N1]
Cerințele utilizatorilor
Primul pas în elaborarea arhitecturii ITS este selectarea și acordarea de priorități serviciilor utilizator. În procesul de dezvoltare a arhitecturii trebuie să fie implicați, pe bază de consens, toți utilizatorii, furnizorii de servicii, utilizatorii de servicii și alte grupuri de agenți economici țintă ceea ce este foarte important pentru dezvoltarea și operarea cu succes pe termen lung a sistemelor de tip ITS.
Consensul este orientat spre determinarea cerințelor funcționale și specificarea unui concept de operare, care descrie cine furnizează și cine primește un anumit serviciu/anumite servicii ITS, precum și relațiile sau interacțiunile dintre furnizori, în scopul sprijinirii serviciului.
Este probabil ca, la nivel de țară sau regiune, să existe mari diferențe între modurile de stabilire a serviciilor ITS. Există grupări de agenți economici țintă în jurul unui anumit domeniu sau zone de competențe și responsabilități. Fiecare grup de interese are propriile sale obiective politice, care sunt legate de obiectivele mai generale, de îmbunătățire a siguranței, eficienței, calității mediului și altele. Urmărind principiul prezentat în figura „Politica de selectare a serviciilor ITS”, fiecare grup de interese analizează propriile obiective politice și definește serviciul/serviciile care sprijină obiectivele politice definite.
Figura 2.2. Politica de selectare a serviciilor ITS
După selectarea serviciilor, sunt identificate cerințele funcționale pentru furnizarea acestor servicii și caracteristicile comune. Este necesar un dialog între operatorii de rețea și furnizorii de servicii de informare referitor la planificarea utilizării comune a infrastructurii ITS, protocoalele pentru schimbul de informații și o arhitectură integrată, care poate servi necesităților ambelor grupuri.
Operatorii unei rețele de drumuri pot aborda aspecte referitoare la controlul fluxului pe rampa de acces în scopul menținerii unui flux de trafic calm în rețea. Un efect secundar poate fi producerea de cozi lungi de vehicule pe drumurile înconjurătoare și pe rampă. Dacă acest efect se produce, se iau măsuri care să asigure că rețeaua de drumuri înconjurătoare nu se va bloca având prioritate vehiculele destinate transportului public și cele cu grad mare de încărcare care așteaptă să intre pe rampă.
Prin negocieri și ajungere la un consens, pot fi dezvoltate în comun un set de servicii ITS bazate pe cerințele funcționale corespunzătoare, în cadrul unui proces de grup. Deoarece conducerile și reprezentanții grupurilor de agenți economici țintă urmăresc obiective politice când selectează servicii utilizator oferite de ITS, ca un prim pas în dezvoltarea arhitecturii de sistem, arhitectura reprezintă o expresie tehnică a politicilor de transport.
Conducerile executive ale diferitelor organizații implicate în dezvoltarea și utilizarea ITS trebuie să conștientizeze activitățile care vor avea loc în sistem, ce roluri se așteaptă să joace și ce interacțiuni trebuie să aibă loc pentru ca să fie livrate serviciile ITS. O soluție de operare poate prezenta aceste relații. Figura „Schița unei arhitecturi ITS” prezintă grafic interacțiunile la nivel înalt între trei centre de management și poliție, pentru oferirea unui management al transportului multimodal și a serviciilor de urgență. Figura reliefează necesitatea de a se avea în vedere atât sistemele organizațiilor de sine stătătoare (nivelul 2), cât și interoperabilitatea multiorganizațională (nivelul 3). Aceste tipuri de diagrame pot fi utilizate pentru a se descrie scopul și natura fiecărei interfețe indicate.
Soluția de operare este clară din punct de vedere intuitiv, dar nu oferă detalii privind serviciile ITS specifice care trebuie furnizate, responsabilitățile, organizațiilor implicate și informațiile care trebuie furnizate utilizatorilor finali precum și între organizații.
Din momentul în care au fost alese serviciile ITS, soluția de operare poate fi specificată în cel mai mic detaliu, luând în considerare responsabilitățile privind furnizarea acestor servicii.
Tipuri de arhitecturi ITS
Arhitectura ITS reunește elemente izolate și discrete de cunoștințe astfel încât să creeze un model și să identifice relațiile și diferențele reprezentând o bază pentru acțiunile următoare de realizare a ITS. Aceasta exprimă sistemul în mai multe moduri datorită diferitelor viziuni asupra acestuia.
Tipurile de arhitecturi prin care sunt exprimate aceste viziuni diferite sunt prezentate în sub-capitolele următoare.
Arhitectura funcțională
O arhitectură funcțională definește și descrie funcționalitățile care trebuie incluse într-un sistem astfel încât să fie satisfăcute cerințele utilizatorilor.
La cel mai înalt nivel de prezentare a unei arhitecturi funcționale aceasta este formată dintr-un număr de domenii funcționale. Fiecare domeniu este identificat printr-un nume și un număr. Funcționalitatea fiecărui domeniu este prezentată prin funcții. Există două tipuri de funcții și anume:
Funcții de nivel înalt
Funcțiile de nivel înalt sunt funcții foarte complexe. Pentru ca funcționalitatea lor să fie înțeleasă mai ușor, aceste funcții sunt divizate în funcții de nivel inferior. Unele dintre acestea pot fi la rândul lor funcții de nivel înalt având un oarecare grad de complexitate sau funcții de nivel inferior, așa cum se prezintă în continuare. Descrierea funcției de nivel înalt constă dintr-o descriere generală și o listă cu funcțiile componente. Funcțiile de nivel înalt rareori satisfac direct necesitățile utilizatorilor prin ele însele, dar întotdeauna satisfac aceste necesități prin intermediul funcțiilor de nivel inferior ce le compun.
Funcții de nivel inferior
Funcțiile de nivel inferior sunt funcții a căror funcționalitate poate fi descrisă fără a fi necesară o subdivizare în funcții de nivel inferior. În consecință, ele reprezintă, în fiecare domeniu, nivelul inferior al funcționalității. Descrierea funcției conține o descriere generală, fluxul informațional și cerințele funcționale detaliate. Acestea din urmă furnizează detalii referitoare la ce fac efectiv aceste funcții.
La fel ca și domeniile funcționale, fiecare funcție are propriul nume. Acest nume este o expresie a ceea ce face și conține un “verb” în denumire. Astfel o funcție cu numele “administrează vehicule de urgență” va oferi acea funcționalitate ce permite managementul operării vehiculelor de urgență.
Domeniile funcționale sau funcțiile de nivel înalt pot include depozite de date (baze de date). Ele sunt folosite pentru a păstra datele utilizate de mai multe funcții de nivel înalt dintr-un domeniu sau de funcțiile de nivel inferior dintr-o funcție de nivel înalt. Depozitele de date au un nume și sunt numerotate.
Fiecare depozit de date va avea facilitățile de management corespunzătoare ca de exemplu controlul citirii / scrierii, crearea jurnalelor, salvarea de siguranță (back-up) etc. Aceste facilități trebuie totodată să acopere toate necesitățile de comunicație, mai ales dacă depozitul de date este folosit de funcții pe care arhitectura fizică le-a deplasat în alt loc. În multe cazuri, fluxurile de date care cer ca datele să fie furnizate de depozitele de date (bazele de date) sau care confirmă că datele au fost scrise în depozitul de date, nu sunt vizibile, deși se presupune că aceste fluxuri există și sunt folosite.
Înlănțuirea funcțiilor se face prin intermediul fluxurilor de date. Acestea permit transmiterea datelor de la o funcție la alta, la sau de la depozitele de date, la sau de la terminale.
Terminalul reprezintă interfața dintre arhitectura și mediul exterior asigurând fluxul de date de la mediu exterior spre arhitectura sistemului și de la aceasta către mediul exterior. Un terminal poate fi o entitate umană, un sistem sau o entitate fizică de la care pot fi obținute date, cum ar fi starea vremii sau starea drumului. Atât entitățile umane cât și sistemele pot face parte din organizații sau autorități publice care contribuie, într-un anumit mod, la furnizarea serviciilor ITS.
Pentru simplificarea unor diagrame de fluxuri de date, relația între două funcții poate fi reprezentată printr-un flux de date. Acest flux de date poate fi constituit din diferite fluxuri de date, numite fluxuri de date componente.
Diagramele de fluxuri de date reprezintă modul în care funcționalitatea fiecărui domeniu este divizată în funcții de nivel înalt și funcții de nivel inferior. Totodată, ele arată cum sunt legate, prin intermediul fluxurilor de date, aceste funcții unele cu altele și la terminale. Atunci când sunt folosite de mai multe funcții, depozitele de date sunt și ele prezentate împreună cu fluxurile de date care le leagă la funcții.
Tabelul 2.1 – Legătura dintre domeniile funcționale și cerințele utilizatorilor
Arhitectura logică
Arhitectura logică face parte din domeniul nivelului 1 reprezentat în figura “Model multinivel al arhitecturii ITS”. Arhitectura logică prezintă procesele și fluxul informațional dintre procese. În dezvoltarea arhitecturii logice sunt examinate aspectele comune din cerințele funcționale ale diferitelor servicii utilizator, astfel încât cerințele comune pot fi grupate în același set de procese.
În figura “O arhitectură logică națională ITS”, este prezentat ca exemplu o arhitectură logică de nivel înalt. Săgețile indică direcțiile fluxului de date care sunt necesare pentru a efectua serviciile selectate. Cercurile reprezintă grupuri de procese care sunt prezentate mult mai detaliat pe nivelurile inferioare ale arhitecturii logice. Pe nivelurile cele mai de jos, cercurile descriu prelucrarea de date și algoritmul necesare pentru detectarea automată a incidentelor.
În arhitectura logică grupurile de procese prezentate prin cercuri nu implică nici o alocare a responsabilităților organizaționale, dar ele indică faptul că funcția specificată trebuie să fie efectuată și să interacționeze cu alte funcții. Rolul important al arhitecturii logice este să descrie modul în care sistemul tratează anomaliile. Pentru siguranță trebuie avute în vedere toate tipurile de deficiențe și trebuie descriși pașii logici privind apariția unei degradări în condițiile în care apar anomalii respectând soluția definită pentru operarea sistemului.
Arhitectura fizică
Arhitectura fizică, orientată pe proiectarea sistemului, distribuie procesele definite de arhitectura logică în subsisteme fizice, pe baza specificațiilor proceselor funcționale și a locului unde trebuie efectuate funcțiile. Această distribuire se realizează luând în considerare responsabilitățile instituționale. O schemă de nivel înalt a unei arhitecturi naționale este prezentată în figura “O arhitectură fizică națională ITS”.
Interfețele dintre cele patru subsisteme ale arhitecturii fizice sunt indicate în figura de mai jos. Fluxul de date dintre subsisteme se efectuează prin intermediul celor trei tipuri de mijloace de comunicare.
Fiecare țară sau regiune trebuie să stabilească propriile sale necesități și cerințe utilizator în momentul începerii elaborării unei arhitecturi ITS naționale sau regionale. Anumite cerințe locale pot diferi de la o țară sau regiune la alta.
O arhitectură fizică definește și descrie modul în care componentele arhitecturii funcționale pot fi grupate, pentru a forma entități fizice. Principalele caracteristici ale acestor entități sunt, în primul rând, faptul că ele furnizează unul sau mai multe dintre serviciile ce sunt cerute de către necesitățile utilizatorilor iar, în al doilea rând, faptul că ele pot fi create. Acest proces de creare poate implica entități fizice, cum ar fi structuri amplasate pe drum și diferite forme de echipamente, entități care nu sunt fizice, cum ar fi software, sau combinații ale celor două. În arhitectura fizică ITS aceste entități fizice sunt numite “sisteme etalon”.
În general, un sistem furnizează o metodă de implementare a arhitecturii funcționale pentru a furniza servicii și poate răspunde necesităților particulare ale utilizatorilor, ce pot fi corelate prin entități fizice. Termenul “sistem etalon” este folosit deoarece fiecare sistem reprezintă un exemplu al modului în care poate fi folosită arhitectura funcțională ITS pentru a servi necesităților utilizatorilor dintr-un grup particular sau din mai multe grupuri.
Toate „sistemele etalon” pot fi compuse din două sau mai multe subsisteme. Un subsistem execută una sau mai multe sarcini diferite și poate fi oferit ca un produs comercial. Fiecare subsistem poate fi compus din una sau mai multe părți ale arhitecturii funcționale (funcții și depozite de date) și poate comunica cu alte subsisteme și cu unul sau mai multe terminale. Aceste comunicații pot fi furnizate prin folosirea fluxurilor fizice de date. Numărul de subsisteme dintr-un anumit “sistem etalon” depinde de aria geografică ce trebuie acoperită. Posibilele localizări ale subsistemelor sunt următoarele:
Postul central
Postul central reprezintă punctul folosit pentru localizarea unor părți ale sistemului pentru colectarea, asamblarea și administrarea stocării datelor de trafic, plății taxelor, comenzilor pentru transportul de marfă și/sau pentru generarea măsurilor pentru managementul traficului sau a instrucțiunilor de management al parcului de vehicule, cu sau fără intervenția omului; exemple: TCC, TIC sau centrul de management al parcului de mașini și al transportului de mărfuri.
Drumul
Drumul reprezintă locul folosit pentru localizarea unor componente ale sistemului pentru detectarea traficului, vehiculelor sau pietonilor sau pentru colectarea taxelor și/sau generarea măsurilor de management al traficului și/sau furnizarea de informații și comenzi către conducători și/sau pietoni.
Vehiculul
Vehicul reprezintă mijlocul de transport care este capabil să se deplaseze pe rețeaua de transport și să transporte una sau mai multe persoane (de exemplu: biciclete, motociclete, automobile, vehicule pentru transportul public) și/sau mărfuri (de exemplu: camionete, camioane și alte forme de vehicule ce pot transporta mărfuri pe drum).
Dispozitivul personal
Dispozitivul personal este un dispozitiv în care poate fi instalată o componentă a sistemului, astfel încât să poate fi ușor de folosit (și posibil de cărat) de către călători, ca un obiect personal.
Dispozitivul pentru marfă
Dispozitivul pentru marfă reprezintă un dispozitiv în care poate fi instalată o componentă a sistemului și care este parte integrantă a unității de transport marfă, de exemplu: containerul de marfă, trailerul sau corpul vehiculului.
Chioșcul de informare
Chioșcul de informare reprezintă un echipament amplasat, în mod uzual, în locuri publice, în care poate fi instalată o parte a sistemului, pentru a permite călătorilor un acces limitat și controlat la facilitățile sistemului.
Aceste localizări trebuie privite generic, fiind alese datorită relevanței pentru utilizarea efectivă a ITS. Aceasta înseamnă că în aceeași localizare se pot afla mai multe subsisteme. De exemplu, pot fi mai multe subsisteme într-o localizare “centrală”, deoarece subsistemele pot fi în locuri fizice diferite, iar caracteristicile fluxurilor de date dintre ele trebuie evidențiate. Însă un subsistem nu poate să acopere două sau mai multe localizări generice diferite.
Un subsistem poate fi împărțit în două sau mai multe module. Fiecare modul va avea exact aceleași proprietăți ca un subsistem și va avea propria sa identitate fizică. Principala diferență dintre module și subsisteme o constituie faptul că fiecare modul este proiectat să conțină o funcționalitate de la o singură arie a arhitecturii funcționale. Un alt motiv pentru utilizarea modulelor este crearea componentelor fizice ce conțin o grupare de funcționalități corelate logic. Modulele comunică unele cu altele (fie în cadrul aceluiași subsistem, fie cu module din subsisteme diferite) folosind fluxuri fizice de date.
Fluxurile fizice de date furnizează legăturile de comunicații în interiorul fiecărui “sistem etalon”. Ele permit ca datele să fie transmise între subsisteme, între module, între subsisteme și module, precum și la/de la terminale. Ele pot avea în componență unul sau mai multe fluxuri funcționale de date. Fluxurile de date referitoare la terminal asigură legăturile subsistemelor respectiv modulelor cu lumea exterioară care este reprezentată de către terminale.
Tipurile de entități care compun o arhitectură fizică sunt împărțite în două grupe și anume: componentele arhitecturii funcționale și terminale. Componentele arhitecturii funcționale sunt funcțiile, depozitele de date și fluxurile de date. Terminalele arhitecturii fizice pot fi aceleași ca cele ale arhitecturii funcționale. Deoarece arhitectura fizică este derivată din arhitectura funcțională, ea trebuie să conțină, de asemenea, interfețele cu respectivele terminale. Ca urmare terminalele arhitecturii fizice trebuie să aibă aceleași “funcționalități” și, prin urmare, aceleași definiții cu cele ale arhitecturii funcționale. [N1]
Arhitectura organizațională
Responsabilitatea pentru implementarea ITS trebuie să fie împărțită între diferite organizații și între diferite departamente de management din cadrul acestor organizații, în funcție de scopuri și cerințe. Arhitecturile logice și fizice trebuie să fie transpuse într-o arhitectură organizațională care este relevantă pentru nivelul local. Arhitectura organizațională este utilizată pentru dezvoltarea și explicarea responsabilităților și a interacțiunilor funcționale dintre organizații publice, private sau parteneriate public / privat. Arhitectura organizațională este dezvoltată prin asignarea entităților locale din arhitectura logică unui model organizațional.
Un model organizațional poate evidenția dimensiunile geografice, financiare sau alte dimensiuni. Modelul de referință european GERDIEN (date generale referitoare la drumurile europene și rețeaua de schimb a informațiilor) este un model organizațional care subliniază dimensiunea geografică, arătând unde este furnizat efectiv un serviciu ITS. Impactul dintre componentele organizaționale este prezentat prin legături.
Figura următoare, care conține modelul de referință GERDIEN, reprezintă nivelurile domeniilor geografice. Intenția este de a se indica cu claritate zona de acțiune pentru fiecare funcție sau serviciu ITS, din punct de vedere al nivelului geografic. Din momentul în care acest lucru este clar, trebuie să reiasă limpede cum este necesar să interacționeze două sisteme de management. În exemplul dat în această figură, două sisteme vecine de management al autostrăzii au conexiuni la nivelul superior pentru dirijarea traficului pe distanțe mari; la nivelul inferior următor, două regiuni învecinate colaborează pentru dirijarea traficului vizitatorilor dintr-o regiune care participă la evenimente care au loc în cealaltă regiune. Din momentul în care au fost luate decizii la acest nivel, aceste decizii pot fi transformate în comenzi în interiorul fiecărei regiuni, influențând nivelurile lor inferioare corespunzătoare, dar nu mai necesită comunicații directe între ele.
Figura 2.5. Un model geografic ierarhic
Modelul organizațional prezentat în figura de mai sus poate fi extins pentru a include relații conceptuale, sistemul de management al traficului urban (UTMS) și sistemul de management al urgențelor. [N1]
Arhitectura de comunicație
O arhitectură de comunicație definește și descrie mijloacele care asigură schimbul de informații dintre diferitele părți ale sistemului. Acest schimb de informații este realizat folosind fluxurile fizice de date descrise în arhitectura fizică. Arhitectura de comunicație definește și descrie mijloacele prin care sunt realizate fluxurile fizice de date pentru unele dintre “sistemele etalon” din arhitectura fizică ITS.
Descrierea și definirea acestor mijloace de realizare a fluxurilor fizice de date implică două elemente complementare. Primul element este asigurarea mijloacelor ce permit ca datele să fie transferate de la un punct la altul și siguranța că modul în care aceste date sunt transferate este corespunzător pentru sistem în ceea ce privește costul, alterarea informației și întârzierea ei. Cu alte cuvinte, problema este descrierea și definirea “canalelor de informații” ce sunt necesare pentru transferul informațiilor. Al doilea element este obținerea siguranței că informația transmisă de la un capăt al “canalului de informații” este interpretată fără erori la celălalt capăt, de recepție, al canalului.
Arhitectura de comunicații trebuie să rămână, pe cât este posibil, independentă de tehnologie. Pentru realizarea acestui obiectiv, metodologia propusă în cele ce urmează este caracterizarea și analizarea fluxurilor fizice de date ale celor mai reprezentative “sisteme etalon” din arhitectura fizică ITS, pentru a fi satisfăcute cele mai reprezentative necesități de comunicație ale diferitelor interfețe ale sistemului.
Descrierea acestor necesități tipice de comunicații este prima țintă a arhitecturii de comunicație. Tehnologiile de comunicație se schimbă într-un ritm atât de rapid încât nu este posibilă oferirea unei arhitecturi bazate pe tehnologie care să fie valabilă atât timp cât imaginea celor mai reprezentative “sisteme etalon” nu se schimbă prea mult. Din acest motiv, aceasta va furniza o bază solidă pentru analizarea elementelor legate de telecomunicații în sistemele ITS în general.
În paralel cu problema comunicațiilor există un al doilea element care este, de asemenea, foarte important, acest element este obținerea siguranței că informațiile trimise de a un capăt al canalului nu sunt numai înțelese, dar sunt și interpretate fără erori la capătul de recepție al canalului.
Alegerea modulului de comunicație este deseori făcută prin procese complexe și după diferite etape de analiză. De fapt, alegerea modului de comunicație are, de cele mai multe ori, un mare impact asupra sistemului și asupra eficienței acestuia. În proiectarea unei arhitecturi de comunicație trebuie avute în vedere câteva probleme importante.
Primul aspect este satisfacerea necesităților sistemului într-o măsură cât mai mare.
Al doilea aspect este includerea efectivă a soluției de comunicație considerate într-un sistem existent. Întrebările care se pun sunt:
cum să se integreze soluțiile de comunicație într-un cadru existent de comunicație;
cum să se obțină evoluția acestui cadru existent sau cum să fie el înlocuit.
În același timp, este important să fie alese acele elemente ce rămân viabile timp îndelungat. Acesta înseamnă să existe siguranța că soluția aleasă poate fi capabilă să se dezvolte odată cu evoluția sistemului, că va putea sprijini schimbările care apar și că poate fi schimbată cu ușurință cu o altă soluție, atunci, când va deveni depășită.
Un ultim aspect, la fel de important, îl constituie problema costurilor. Acestea sunt legate în principal de achiziția soluției, de migrarea de la o soluție veche la una nouă, de punerea în practică a soluției și de înlocuirea soluției. Aceste costuri trebuie estimate nu numai din punct de vedere al materialelor și serviciilor, ci și din punct de vedere al personalului implicat în toate aceste faze.
Standardele referitoare la comunicație sunt folosite de sistemele de tip ITS. Recent, a avut loc o creștere explozivă în utilizarea comunicațiilor și alte sectoare, de exemplu în comerțul electronic. Sistemele de tip ITS nu trebuie să-și mai dezvolte propriile standarde de comunicație, cu excepția cazurilor în care este sigură folosirea unei infrastructuri proprii (private). Dacă se dorește utilizarea unor rețele de comunicații deja existente (ca de exemplu, folosirea în comun a liniilor de telecomunicații) atunci trebuie utilizate standarde stabilite de alții.
Folosirea rețelelor de comunicații existente poate fi privită și ca o economie, deoarece îi scutește pe proprietarii de sisteme de tip ITS și/sau pe operatorii de sarcina de a furniza și întreține rețele proprii. Câteodată, aceste economii pot fi semnificative, deoarece încărcarea canalului de comunicație (lățimea benzii) impusă de traficul de date ITS este mai mică decât cea impusă de alți utilizatori. Condiția este, așa cum a fost menționat mai sus, ca ITS să folosească standardele elaborate de către cei ce folosesc lățimile cele mai mari de bandă. [N1]
Arhitectura de referință
Arhitectura de referință a sistemului de control și informare în transporturi este orientată pe obiect pentru sistemele de tip ITS, dezvoltată de Organizația Internațională de Standardizare – Comitetul tehnic (ISO TC 204) pentru utilizare la nivel internațional. În momentul în care grupul de lucru a inițiat acest proiect, mai multe țări dezvoltaseră deja diferite arhitecturi ITS, ceea ce poate conduce la standarde și implementări incomparabile.
Arhitectura de referință TICS a ISO se bazează pe intrări de la toate arhitecturile regionale, în special arhitectura națională a Statelor Unite (US National Architecture), marele proiect japonez (Japanese Grand Design) și arhitecturi elaborate în cadrul proiectelor CEN și DRIVE în Europa.
Obiectivul este facilitarea dezvoltării armonioase și interoperabile, la nivel internațional, a ITS prin intermediul unei arhitecturi de referință comune. Deoarece această arhitectură este o arhitectură de referință de bază, ea nu poate fi utilizată la nivel de detaliu atunci când se face referire la documentele de intrare, așa cum poate fi utilizată arhitectura națională a Statelor Unite. Ea nu intenționează să înlocuiască arhitecturile regionale, ci să promoveze la nivel internațional armonizarea eforturilor care se depun privind arhitectura și standardizarea. Aceasta este compatibilă cu arhitecturile regionale existente dezvoltate cu metodologii alternative.
Arhitectura de referință TICS este un model al sistemului informatic și al relațiilor sale care sprijină managementul resurselor de transport rutier într-un mediu integrat. Aceasta furnizează grupului de lucru, din cadrul comitetului tehnic 204, un cadru de referință uniform astfel încât să permită dezvoltarea standardelor de tehnologie a informației pentru domeniul transporturilor. Arhitectura de referință TICS este exprimată utilizând modelarea vizuală pentru sisteme orientate pe obiect și bazate pe componente specifice în limbajul unificat de modelare (UML).
În cadrul contextului descrierii grafice UML, figura următoare prezintă o diagramă "Caz de utilizare" a arhitecturii de referință TICS, care descrie granițele arhitecturii, agenții economici externi și serviciile furnizate. Tabelul 2.2 specifică agenții economici, incluzând utilizatorii care interacționează de-a lungul granițelor sistemului, prin intermediul tranzacțiilor TICS.
Figura următoare descrie cazurile de utilizare de nivel înalt. Agentul economic și modelele de cazuri de utilizare sunt analizați în mod recursiv în arhitectura de referință TICS. Reprezentarea orientată pe obiect a TICS este bazată pe definiția claselor (colecții de astfel de obiecte). Clasele pot fi, în primul rând, clase de control, clase de informații sau clase de interfețe. Clasele cheie sunt prezentate în tabelul "Clase ale arhitecturii de referință TICS".
Figura 2.6. Caz de utilizare la nivel înalt a arhitecturii de referință TICS
Tabelul 2.2 – Agenții economici din arhitectura de referință TICS
Arhitectura de referință TICS se compune din modele statice și din modele dinamice. Modelele dinamice descriu interacțiunile dintre obiectele claselor definite. Aceste interacțiuni invocă operațiile cerute la nivelul claselor, pentru sprijinirea tranzacțiilor cazului de utilizare. Parametrii acestor operații scot în evidență, clasele detaliate de informații asociate claselor cheie. Modelul dinamic este denumit Diagrama succesiunilor (sau interacțiunilor) și necesită un nivel de detaliere.
Tabelul 2.3 – Cazuri de utilizare în arhitectura de referință TICS
Tabelul 2.4 – Cazuri ale arhitecturii de referință TICS
Arhitectura ITS națională
Arhitectura națională ITS furnizează un cadru pentru planificarea, definirea și integrarea sistemelor inteligente de transport. Arhitectura definește:
funcțiile necesare ITS (de ex.: culegerea informațiilor de trafic pentru o rută);
entitățile fizice sau subsistemele ce conțin aceste funcții (de ex.: pe teren sau în vehicul);
fluxurile de informații și de date care conectează aceste funcții și subsisteme fizice, formând un sistem integrat.
Arhitectura națională ITS se bazează pe următoarele concepte:
servicii utilizator și cerințele acestora;
arhitectura logică;
arhitectura fizică;
pachete de echipamente;
pachete de piață.
Arhitectura logică
O arhitectură logică este o unealtă care ajută la organizarea entităților complexe și a relațiilor. Scopul său este de a coordona funcționarea proceselor și a fluxurilor de informații. Dezvoltarea arhitecturii logice ajută la identificarea funcțiilor sistemului și a fluxurilor informaționale și ghidează formularea cerințelor funcționale pentru sistemele noi sau îmbunătățite.
Arhitectura logică a arhitecturii naționale ITS definește un set de funcții (sau procese) și fluxuri de informații (sau fluxuri de date) pentru a răspunde cerințelor utilizatorilor. Procesele și fluxurile de date sunt grupate pe funcții de management al transportului și sunt reprezentate grafic prin diagrame de flux, care prezintă în detaliu anumite niveluri. [N1]
Arhitectura fizică
Arhitectura fizică este perspectiva fizică a unui sistem. O arhitectură fizică furnizează reprezentarea fizică a modului în care sistemul ar trebui să își îndeplinească funcțiile. Aceasta alocă proceselor identificate prin arhitectura logică entități fizice (numite subsisteme ale arhitecturii naționale ITS). În plus, fluxurile de date (din arhitectura logică) care pornesc dintr-un subsistem și se termină în altul sunt grupate în fluxuri arhitecturale fizice. Cu alte cuvinte, un flux arhitectural poate conține mai multe fluxuri logice de date. Aceste fluxuri, împreună cu cerințele de comunicație definesc interfețele între subsisteme. Aceste interfețe alcătuiesc baza standardelor de lucru în programul ITS.
În arhitectura națională ITS, arhitectura fizică este structurată pe două niveluri: nivelul de transport și nivelul de comunicație.
Nivelul de transport definește relația între elementele corelate de management al transportului. Este alcătuit din subsisteme pentru călători, vehicule, centre de management al transportului și dispozitivele de pe teren.
Nivelul de comunicație furnizează serviciile de comunicație care conectează componentele nivelului de transport. Acesta descrie toate modurile de comunicație necesare pentru a transfera informațiile între entitățile de transport, furnizorii serviciilor de informare a călătorilor și de urgență și alți furnizori de servicii. Nivelul de comunicație identifică punctele din interfața sistemului unde se pot aplica standardele naționale și protocoalele de comunicație. [N1]
Pachete de echipamente
Termenul de „pachete de echipamente” a apărut în dezvoltarea arhitecturii naționale ITS pentru a grupa funcțiile similare ale unui anumit subsistem într-un pachet cu capabilități hardware și software ce poate fi implementat. Fiind documentat ca o parte a arhitecturii fizice, funcțiile de grupare includ și serviciile utilizator. Pachetele de echipamente sunt aproape confundate cu pachetele de piață (ce vor fi prezentate ulterior) și sunt folosite ca o bază de estimare a costurilor de dezvoltare. Arhitectura Națională ITS a definit 198 de pachete de echipamente.
Aplicații ale sistemelor inteligente de transport
Pachete de piață
Unele servicii utilizator sunt prea vaste pentru a putea planifica în mod convenabil implementarea acestora. În plus, de multe ori acestea nu se identifică cu elemente de mediu existente. Pentru a răspunde acestor cereri a fost definit un set mai fin de blocuri de servicii ITS orientate spre dezvoltare. Acestea au fost numite „servicii de piață”. Acestea identifică piesele din Arhitectura Națională ITS necesare pentru a implementa un serviciu. Pachetele de piață sunt destinate unei probleme specifice de transport și pot face legătura cu serviciul utilizator și cerințele mai detaliate ale acestuia.
Arhitectura Națională ITS a identificat 85 de pachete de piață care reflectă definiția actuală a ITS și evoluția tehnologică. Tabelul următor conține o listă completă a acestora, grupate în funcție de domeniile majore de aplicare. La fel ca și pachetele de echipamente, setul de pachete de piață este doar ilustrativ și nu reprezintă singura modalitate de a combina funcțiile și echipamentele pentru a furniza servicii ITS.
Tabelul 2.5 – Pachetele de piață ITS
Tabelul 2.6 – Serviciile utilizator pentru Arhitectura Națională ITS
Sisteme avansate de management al traficului – ATMS
Sistemele avansate de management al traficului desemnează un sistem complet de management pentru transporturi, care este bazat pe o structură complexă de detectori, rețea de comunicații și sisteme de comandă și control. ATMS este o structură realizată din mai multe subsisteme care sunt integrate pentru a oferi soluția cat mai bună pentru managementul traficului.
Dintre subsistemele componente amintim:
identificarea automată a vehiculelor (AVI)
localizarea automată a vehiculelor (AVL)
comunicație centru-la-centru
televiziune cu circuit închis (CCTV)
depozit de date
panouri de mesaje variabile
panouri de informare
informare radio
detecția incidentelor și generarea planului de răspuns
recunoașterea numerelor de înmatriculare
detecția condițiilor de trafic
generarea limitelor variabile pentru viteză
baze de date pentru întreținere
detecție video
comunicații wireless
arhivarea și depozitarea datelor
Funcțiile ATMS:
Control
Sistem de semafoare care să răspundă cerințelor traficului
Semnalizarea variabilă a benzilor de circulație
Semnalizarea variabilă a limitelor de viteză
Controlul rampei de acces
Monitorizare
Detecție
Sistem de supraveghere a traficului
Echipamente de supraveghere a traficului
Managementul parcărilor
Senzori meteorologici și pentru starea drumului
Post mobil de management al traficului
Informare
Sistem de informare radio
Televiziune prin cablu
Internet/intranet
Cabine de informare
Sistem de informare telefonică a călătorilor
Servicii de comunicare prin dispozitive la bord, telefonie celulară, paging
Panouri cu mesaje variabile și semnale de ghidare pe rută.
Sisteme avansate de informare a călătorilor – ATIS
Aceste sisteme se bazează pe conceptul conform căruia cu cât este disponibilă mai multă informație pentru călători, cu atât aceștia vor optimiza timpul de călătorie, ruta sau modul de transport, ceea ce va conduce implicit la creșterea eficienței transportului multimodal.
Sistemul de informare a călătorilor presupune coordonarea tuturor operatorilor de trafic și transmiterea de informații permanent actualizate către dispozitivele de informare a călătorilor, astfel încât aceștia să aibă acces la date de interes sau să aibă posibilitatea efectuării de rezervări.
Informarea înainte de călătorie.
Relația (1) din figura următoare reprezintă relația între călător și sistemul de informare înainte de călătorie. Cererea de informații din partea călătorului se poate realiza prin:
Internet – prin accesul la o pagină de Web de unde se pot afla informații referitoare la orarul mijloacelor de transport, durate de călătorie, legături pentru transportul multimodal etc. și se pot face rezervări; plata se poate efectua prin card de debit/credit;
e-mail – se pot primi informațiile necesare sau se pot face rezervări prin trimiterea unui e-mail la o anumită adresă; plata se poate efectua prin card de debit/credit după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.);
telefon – se pot obține informații sau se pot face rezervări prin apelarea unui anumit număr, disponibil atât pentru rețelele fixe cât și pentru cele mobile; plata se efectuează prin intermediul operatorului rețelei respective;
GSM – presupune trimiterea unei cereri de informare sau de rezervare prin SMS; plata se poate efectua prin intermediul operatorului rețelei respective după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.).
Sistemul poate transmite informațiile către utilizator sau poate transmite confirmarea unei rezervări prin:
pagină pe Internet;
e-mail;
SMS;
pager.
Informarea în timpul călătoriei
Relația (2) reprezintă relația între călător și terminal; acesta poate fi un panou de mesaje variabile, info-kioșc; poate fi cu afișaj clasic sau touch-screen etc. În funcție de tipul de terminal utilizat călătorul poate cere informații referitoare la rețeaua de drumuri, lista traseelor, opriri, orare, adrese, planificarea călătoriei, timpul călătoriei, taxe sau poate trimite o cerere de rezervare prin acces direct la terminal; plata în acest caz se poate efectua prin card de debit/credit după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.).
Terminalul afișează informațiile cerute pe afișajul propriu. Informațiile se pot transmite și prin e-mail, SMS, pager, PDA.
Relația (3) reprezintă relația între călător și sistemul de informare existent în mijlocul de transport; acesta poate fi un panou de mesaje variabile, info-kioșc etc. În funcție de tipul de sistem utilizat călătorul poate cere informații, poate trimite o cerere de rezervare sau poate primi o confirmare legată de o rezervare efectuată anterior prin acces direct la terminal; plata în acest caz se poate efectua prin card de debit/credit după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.).
Terminalul afișează informațiile cerute pe afișajul propriu. Informațiile se pot transmite și prin SMS, e-mail, pager sau PDA.
Informarea după călătorie
Relația (1’) reprezintă relația între călător și sistemul de informare după călătorie. Cererea de informații din partea călătorului se poate realiza prin:
Internet – prin accesul la o pagină de Web de unde se pot afla informații referitoare la statistici legate de călătorie, orarul mijloacelor de transport, durate de călătorie, legături pentru transportul multimodal etc.; plata se poate efectua prin card de debit/credit;
e-mail – se pot primi informațiile necesare prin trimiterea unui e-mail la o anumită adresă; plata se poate efectua prin card de debit/credit după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.);
telefon – se pot obține informații prin apelarea unui anumit număr, disponibil atât pentru rețelele fixe cât și pentru cele mobile; plata se efectuează prin intermediul operatorului rețelei respective;
GSM – presupune trimiterea unei cereri de informare prin SMS; plata se poate efectua prin intermediul operatorului rețelei respective după înregistrarea în prealabil a datelor utilizatorului (pe Internet, prin telefon etc.).
Sistemul de informare după călătorie poate să transmită utilizatorului informații prin:
Internet;
e-mail;
SMS;
pager.
Relațiile necesare schimburilor de informații între sisteme și transportatori
Relația (4) reprezintă legătura dintre mijloacele de transport și transportator; aceasta este o legătură wireless prin care se emit cereri de informații către transportator referitoare la datele ce vor putea fi accesate de călători prin intermediul sistemelor de informare instalate în mijloacele de transport public.
Relația (5) reprezintă legătura dintre terminal și transportator; aceasta poate fi o legătură prin cablu sau wireless prin care se emit cereri de informații către transportator referitoare la datele ce vor putea fi accesate de călători prin intermediul terminalelor.
Relația (6) reprezintă legătura dintre transportatori; aceasta poate fi o legătură prin cablu sau wireless prin care se face schimb de date între aceștia, pentru a se putea oferi călătorilor informații referitoare la transportul multimodal.
Relația (7) reprezintă legătura dintre sistemele de informare a călătorilor (înainte și după călătorie) și transportator; aceasta poate fi o legătură prin cablu sau wireless prin care se emit cereri de informații către transportator referitoare la datele ce vor putea fi accesate de călători prin intermediul sistemelor de informare.
Cea mai mare parte a informațiilor este obținută cu ajutorul echipamentelor de supraveghere (detectoare de vehicule, camere video etc.) și este prelucrată la nivel central în scopul distribuirii la utilizatorii interesați. Cele mai importante tehnologii sunt:
tehnologii de informare înainte de călătorie
sisteme bazate pe calculatoare aflate acasă sau la birou
Internet
buletine electronice de știri
videotext
sisteme bazate pe telefon
telefon de informare a călătorului
sistemul cu bandă înregistrată de tip buclă
sistem cu răspuns vocal
SMS
sisteme de informare prin televiziune
rețele de difuzare prin televiziune
teletext
televiziune prin cablu
televiziune interactivă
sisteme personale de informare
pager
tehnologii de informare în timpul călătoriei
sisteme localizate pe drum
panouri cu mesaje variabile
stații radio de informare pentru autostrăzi
sisteme de informare în stații
sisteme publice de difuzare
monitoare de afișare
panouri cu mesaje variabile
cabine interactive
sisteme personale de informare
pagere
asistent digital personal (PDA)
sisteme în vehicul
radio
sisteme de ghidare pe parcursul rutei
sisteme bazate pe vehicule în tranzit
panouri de mesaje în interiorul vehiculului
sisteme automate de anunțare.
tehnologii de informare după călătorie
sisteme bazate pe calculatoare aflate acasă sau la birou
Internet
sisteme bazate pe telefon
telefon de informare a călătorului
SMS
sisteme personale de informare
pager
tehnologii de comunicare
tehnologii de comunicare prin fir de tip centru la centru
linie telefonică închiriată
facsimil
telefon fix
sateliți
radio celular
pachet celular digital de date
date mobile și mesagerie fără fir
sisteme radio de date
rețea radio zonală
comunicații dedicate cu rază redusă de acțiune.
Sisteme avansate de control al vehiculului – AVCS
Includ toate sistemele aflate în vehicul sau pe drum care asigură conducătorului vehiculului o siguranță și/sau conform sporit, fie prin îmbunătățirea informațiilor referitoare la mediul rutier, fie prin asistarea activă a conducătorului vehiculului în dirijarea traficului și permit o mai bună utilizare a spațiului rutier disponibil.
Un avantaj important al tehnologiilor de control al vehiculului este dat de utilizarea spațiului pe autostrăzi. Un autoturism obișnuit, parcat într-un garaj, ocupă un spațiu de aproximativ 9,5 m2. Prin adăugarea unui spațiu necesar deschiderii ușilor, se poate ajunge la un spațiu ocupat de un vehicul în staționare de aproximativ 16 m2. Același autovehicul, în mișcare pe o autostradă cu viteza de 115 km/h are nevoie, prin păstrarea distanțelor față de alte vehicule, de un spațiu de cca. 464,5 m2.
Un asemenea spațiu necesar este rezultat al timpului de reacție al șoferilor, care necesită un spațiu de cca 75 de metri față de vehiculul din față, dar și de precizia nu foarte bună a acestora, care duce la lățimea benzilor de circulație de 3,6 metri, față de 1,8 metri – lățimea medie a unui vehicul. Un sistem automat ar putea oferi mai multă precizie și astfel va fi necesar un spațiu lateral mai mic. Totodată, un sistem care să supravegheze condițiile de trafic ar putea reacționa mai rapid decât omul și astfel ar putea fi redus și spațiul longitudinal necesar. Se estimează că un sistem automat ar putea reduce spațiul utilizat de un vehicul de 2,5 ori față de situația actuală, iar dacă vehiculele și autostrada ar fi și proiectate special pentru astfel de sisteme, reducerea ar putea fi de până la 5 ori. Astfel, prin utilizarea unor astfel de sisteme se poate crește densitatea de trafic dar și viteza de deplasare a vehiculelor, concomitent cu reducerea numărului de accidente.
Câteva dintre tehnologiile disponibile sunt enumerate în continuare:
sisteme de anti-blocare a frânei și sisteme de control al tracțiunii
sisteme de cotire pe patru roți
sisteme active de suspensie
sisteme de stabilitate a vehiculului
control autonom inteligent al cursei
sisteme de atenționare / avertizare a coliziunii plasate în vehicul
sisteme de atenționare / avertizare referitoare la drum
sisteme de detecție a obstacolelor apropiate
autobuze cu ghidare pe parcursul rutei
îmbunătățirea vizibilității
urmărirea și menținerea benzii de circulație
monitorizarea conducătorului vehiculului
tehnologii viitoare.
Sisteme de operare pentru vehicule comerciale – CVO
Aplicațiile ITS în acest domeniu au ca scop minimizarea opririlor care nu sunt neapărat necesare (controlul greutății, al licențelor etc.) și îmbunătățirea logisticii pentru operatorii parcurilor de vehicule.
Tehnologiile CVO includ:
identificarea automată a vehiculelor
sisteme de cântărire automată
sisteme electronice pentru monitorizarea mișcării materialelor periculoase
colectarea automată a taxelor.
Actualmente, secțiunea sistemelor ITS pentru operațiuni asupra vehiculelor comerciale are trei domenii de reglementare a activității transportatorilor rutieri:
sistemul de asigurări
administrarea acreditărilor
monitorizarea electronică pe traseu.
Tabelul 2.7 – Tehnologiile autorizate
Sisteme avansate pentru transportul public – APTS
Aceste sisteme au rolul de a spori eficiența serviciilor de transport public, precum și capacitatea acestora de a satisface nevoile utilizatorilor.
Tehnologii APTS:
sisteme de comunicații – oferă comunicații de date/voce pentru planificarea traseelor, întreținere, operare și managementul incidentelor. Sistemele clasice de comunicații în acest domeniu se bazează pe comunicația radio. Pentru alte aplicații pot fi utilizate și:
telefonia celulară analog / digitală
sisteme cu spectru larg – în loc să opereze pe o singură frecvență, sistemele cu spectru larg transmit un semnal de putere mică, informația ce trebuie transmisă fiind distribuită într-o bandă de frecvențe
spectru partajat – implică co-existența pe baza unui spectru partajat cu alți utilizatori ai informației publice de siguranță non-tranzit, prin utilizarea eșantionării digitale
servicii ale sateliților de pe orbite joase ale Pământului
sisteme de informații geografice (GIS). Implementarea sistemelor GIS oferă un instrument puternic pentru operatorii de transport prin oferirea datelor necesare operării transportului public. GIS oferă o reprezentare vizuală actuală și interactivă asupra operării curente. Reprezintă un tip de bază de date computerizată în care informațiile geografice sunt stratificate și bazate pe coordonate geografice. Sistemul are o mulțime de aplicații pentru sistemele de transport, incluzând:
planificarea și modelarea transportului
analize demografice
planificarea și analiza traseelor
planificarea stațiilor mijloacelor de transport public
raportarea și analiza accidentelor
capacitatea de programare automată
Integrarea sistemului GIS poate oferi avantaje însemnate din punct de vedere al costurilor pentru ITS. Alte beneficii sunt livrarea mai eficientă a serviciilor, servicii de calitate mai bună sau informații pentru utilizatori cu acuratețe mai mare.
Managementul parcului de vehicule – se referă la procesele de planificare, monitorizare și optimizare a serviciilor de transport și totodată la operațiile de întreținere efectuate la vehiculele prin care se furnizează aceste servicii. Tehnologiile utilizate în acest domeniu sunt:
Localizarea automată a vehiculelor (AVL) – sistemele AVL sunt sisteme bazate pe localizarea cu ajutorul unui computer care oferă informații despre poziție în timp real pentru fiecare vehicul și transmite aceste informații către un post central. Avantajele acestei tehnologii sunt: îmbunătățirea expedierilor și a eficienței în operare; îmbunătățirea fiabilității serviciului; răspuns mai rapid la perturbațiile care apar în desfășurarea serviciului, cum ar fi defectări ale vehiculelor sau congestii neprevăzute; răspuns mai rapid la amenințări sau activități criminale; date îmbunătățite pentru operațiile viitoare de planificare.
Pot fi utilizate mai multe tehnologii de localizare: calcularea rutei, stații radio plasate pe sol (LORAN-C), posturi de semnalizare și contoare pe parcurs, sistem de poziționare globală (GPS).
Contoare automate de pasageri (APCs) – sunt dispozitive care numără automat persoanele care urcă/coboară în/din mijlocul de transport public în fiecare stație de pe traseu. Beneficiile sistemului sunt reducerea costurilor de obținere a acestor informații și creșterea calității și a cantității de date colectate. Cele mai utilizate tehnologii sunt covoarele de senzori și fascicule cu infraroșii. Este creată o înregistrare la fiecare oprire, care include de obicei următoarele informații: amplasarea stației, data și ora opririi, ora deschiderii și închiderii ușilor, numărul de pasageri care urcă și a celor care coboară.
Software pentru planificare/operare – sunt utilizate pentru planificarea, monitorizarea și controlul operațiilor de transport, prin furnizarea de informații în timp real, cu mare acuratețe. Atunci când software-ul este conectat cu AVL poate furniza expedieri în timp real, răspuns mai rapid la perturbații ale serviciului, coordonare îmbunătățită a serviciului.
Inventarul stațiilor mijloacelor de transport public – se referă la baza de date care identifică toate stațiile din sistemul de transport și include informații cum ar fi coordonatele GPS, partea străzii pe care este amplasată oprirea, facilitățile (înlesnirile) existente și date despre pasageri. Această bază de date este utilizată pentru a determina cât de bine sunt deservite zonele de interes de către sistemul de transport existent, pentru a avea o evidență a facilităților oferite în stații etc.
Prioritate pentru transportul public – reprezintă o strategie prin care un semafor poate fi menținut pe culoare verde, sau poate fi trecut pe verde înainte de momentul planificat, astfel încât un anumit vehicul să poată trece prin intersecție mai repede.
Managementul întreținerii – reprezintă un sistem computerizat care facilitează evidența întreținerii necesare pentru vehiculele operatorului de transport. Pe baza unor senzori se pot obține și memora într-o bază de date, pentru fiecare vehicul, informații despre vehicul, cum ar fi: accelerație/frânare, viteză/RPM, timpul de funcționare al motorului, direcția, utilizarea ușilor, distanța totală, temperatură (a motorului, a lichidului de răcire, din interiorul vehiculului – indicator al confortului pasagerilor), condițiile de drum (vibrații), presiunea pneurilor etc.
Sisteme pentru plata electronică a biletelor – sunt sisteme electronice de comunicații, procesare și stocare de date utilizate pentru plata automată a prețului călătoriei. Printre tehnologiile utilizate se numără: cartelele magnetice de proximitate cu frecvență radio, cartele de contact și cartele bancare cu memorare a valorii, cartele combinate de contact și cu frecvență radio, microprocesoare avansate și dezvoltarea de software pentru aplicații multiple.
Sistem avansat pentru informarea călătorilor – combină tehnologiile IT și de comunicații pentru a oferi informații despre vehicule pentru călători, acasă, la serviciu, pe drum, în interiorul vehiculelor sau în stațiile acestora. Aceste sisteme permit călătorilor să aleagă cel mai convenabil mod de transport. Prin conectarea cu sistemele de localizare automată a vehiculelor, sistemele de informare a călătorilor pot furniza informații în timp real, cum ar fi: ora de sosire a vehiculelor, ora de plecare și întârzierile.
Managementul cererii de transport – se referă la un set de tehnici și programe dezvoltate de organizațiile de transport pentru a gestiona și a utiliza mai eficient capacitatea de transport disponibilă. Scopul acestor tehnologii este să maximizeze capacitatea rețelei de transport rutiere existent pentru a satisface creșterea rapidă a capacității de transport. Acest lucru este realizat, printre altele, prin intermediul stimulării creșterii nivelului călătoriilor în comun, al coordonării furnizorilor de servicii de transport și al unui management îmbunătățit al incidentelor. Exemple de tehnologii utilizate în managementul cererii de transport sunt:
Transport public dinamic – se poate realiza în diferite moduri, de la call-center operat manual și până la aplicații Internet, complet automatizate. Principalul scop este de a reduce numărul de vehicule cu un singur pasager prin cuplarea mai multor persoane care merg în aceeași direcție.
Coordonarea automată a serviciului – implică cooperarea mai multor furnizori de serviciu de transport și utilizarea diverselor aplicații APTS
Centre de management al transportului – asistă operatorii de transport în îmbunătățirea serviciilor prin furnizarea de informații despre condițiile de trafic și incidente
Monitorizarea vehiculelor cu grad mare de ocupare
Managementul urgențelor – EM
Managementul urgențelor include activități implicate în identificarea incidentelor rutiere și a stărilor de urgență, anunțarea acestor situații, răspunsul pentru rezolvarea lor și eliberarea zonei. Acesta reprezintă coordonarea resurselor umane și tehnice pentru a se răspunde rapid în caz de urgență, pentru refacerea capacității totala a drumului după incidente și pentru reducerea duratei de întrerupere a traficului.
Managementul eficient al urgențelor trebuie să cuprindă următoarele etape esențiale:
Detecția / verificarea – este procesul care aduce o urgență în atenția organizațiilor răspunzătoare de menținerea fluenței traficului și de operarea, în condiții de siguranță a infrastructurii rutiere. Cele mai utilizate metode pentru detecția urgențelor sunt:
Detectoare rutiere
Telefon celular
Camere video și televiziune cu circuit închis
Cabine pentru apel în caz de urgență
Patrule de serviciu sau ale poliției.
Răspunsul la urgență – presupune activarea, coordonarea și managementul personalului adecvat, al echipamentului, legăturilor de comunicații și mijloacelor de informare a conducătorilor vehiculelor, imediat ce există certitudinea unui stări de urgență
Managementul zonei urgenței – reprezintă procesul de evaluare corectă a urgențelor, de stabilire a priorităților, de anunțare și coordonare a resurselor potrivite, cooperare eficientă, de menținere a unui comunicații clare și de rezolvare a incidentelor într-o manieră eficientă, la timp și în condiții de siguranță
Managementul traficului – aplică măsuri de control al traficului în zona incidentului, printre care:
Închideri sau deschideri de benzi de circulație
Controlul traficului în rampă
Utilizarea rutelor alternative
Eliberarea zonei de urmările incidentului – este procesul de înlăturare de pe drum a rămășițelor incidentului și a oricăror alte elemente care împiedică desfășurarea normală a traficului și de readucere a drumului la starea dinainte de incident
Informarea conducătorilor de vehicule – reprezintă activarea unui varietăți de mijloace de diseminare a informației către conducătorii de vehicule. Dispozitivele cele mai des folosite sunt:
Radio de informare rutieră
Panouri cu mesaje variabile
Emisiuni radio comerciale
Echipamente de ghidare a rutei în vehicul
Rapoarte de trafic difuzate la televiziune
Internet
Sistemele pentru managementul urgențelor includ și managementul încărcăturilor periculoase și planificarea și managementul incidentelor – care pornește de la faptul că este crucial ca într-o situație de urgență rolurile și responsabilitățile să fie clar definite, mai ales cele ale organizației de operare rutieră și ale organizației de aplicare a regulilor de circulație.
Dintre beneficiile sistemului de management al urgențelor amintim:
Creșterea siguranței rutiere
Creșterea eficienței organizațiilor care operează în cazul incidentelor
utilizare mai eficientă a echipamentelor și personalului
Reducerea întârzierilor
Creșterea mobilității mărfurilor
Un timp de răspuns la urgențe mai scurt
Reducerea impactului asupra mediului
Siguranță mai mare pentru victimele incidentului, pentru personalul de acțiune și pentru ceilalți participanți la trafic.
Sisteme electronice de plată – EPS
Sistemele electronice de plată folosesc mijloace electronice de comunicație și tehnicile de prelucrare și stocare a datelor pentru automatizarea proceselor de încasare manuală a taxelor. Sistemele electronice de plată prezintă avantaje atât pentru organizațiile implicate în domeniul transporturilor cât și pentru clienți. Dintre avantaje se pot menționa: reducerea costurilor manevrării laborioase a monetarului, reducerea riscurilor de furt, creșterea siguranței și o calculare sofisticată a prețului călătorie, în funcție de distanța parcursă și de ora călătoriei.
Câteva exemple de sisteme electronice de plată sunt: cartelele cu bandă magnetică, cartele inteligente de contact, cartele inteligente de proximitate, cartele inteligente cu microcip încorporat.
Sistemele de plată electronică a taxelor pot fi utilizate în zonele urbane, la traversarea anumitor poduri, tunele, sau pe drumurile cu taxă.
Sisteme de siguranță
Asociația mondială a drumurilor recunoaște 32 de servicii ITS pentru utilizatori, servicii care sunt împărțite în 8 categorii principale. Această listă cuprinde mai multe probleme legate direct sau indirect de siguranță.
Beneficiile potențiale ale sistemelor ITS privind siguranța pot fi privite ca indirecte și includ o îmbunătățire generală a siguranței utilizatorului, prin reducerea stresului și ezitărilor conducătorului de vehicul, astfel obținându-se un flux de vehicule mai coerent și asigurându-se un mediu de conducere care să aibă drept principal rezultat o creștere a siguranței.
Tehnologii ale sistemelor de siguranță:
aplicații la nivel de sistem – cea mai răspândită și mai evidentă aplicație ITS în multe zone urbane este sistemul de management al arterelor rutiere. Aceste sisteme includ elemente cum sunt: controlul fluxului pe rampa de acces, programe de management al incidentelor și sisteme de informare a călătorilor.
aplicații la nivel zonal – sunt destinate creșterii siguranței în locurile periculoase sau cu probleme și pot fi structurate astfel:
impunerea automată a reglementărilor
zone de lucru
locuri periculoase și indicatoare de avertizare
intersecții
treceri la nivel cu calea ferată
siguranța pietonilor
tehnologii în vehicul – includ sisteme de informare pentru conducătorii de vehicule, sisteme de control al vehiculului, sisteme de evitare a coliziunii
informații pentru conducătorul vehiculului
Utilizarea informațiilor despre trafic poate furniza informații conducătorului vehiculului în ceea ce privește ghidarea asupra rutei, sau poate furniza o susținere suplimentară pentru controlul vehiculului cum este evitarea accidentelor. În ceea ce privește serviciile de navigare, datele referitoare la localizarea vehiculului determinate cu ajutorul sistemelor de poziționare globală și a altor mijloace complementare pot fi afișate la bordul vehiculului ca pictograme pe harta digitală. Pentru serviciile de ghidare asupra rutei, harta digitală trebuie să cuprindă atribute ale segmentelor de drum cum sunt: distanța, restricțiile de întoarcere, plata taxelor, timpul de călătorie în funcție de limitele de viteză și durata zilei etc. cunoscând punctul de origine și destinația, software-ul bazat pe principii de programare dinamică poate furniza ruta optimă. Pentru optimizarea problemelor se pot aplica diferite constrângeri sau funcții de modificare a obiectivelor (de exemplu, distanța cea mai scurtă, cele mai puține taxe de plătit).
Ghidarea dinamică a rutei ia în considerare condițiile de trafic. Această metodă utilizează localizarea actuală a vehiculului ca punct de plecare și calculează ruta optimă pentru orice destinație dată. Calculul poate fi făcut la bordul vehiculului sau la centrul de control al traficului (sau la furnizorul de servicii de informații). Alegerea dintre aceste opțiuni depinde de realizarea echilibrului dintre costurile de calcul și de comunicație și criterii precum: necesitatea actualizării hărților digitale și preferința dintre ceea ce este optim pentru utilizator și controlul efectuat de sistem pentru traficul optim.
Sistemele inteligente de transport ajută conducătorul de vehicul să adopte decizii strategice prin intermediul ghidării navigației și a rutei pe o bază minut cu minut și furnizează asistență pentru controlul lateral și longitudinal al vehiculului. Senzorii utilizați pentru controlul longitudinal sunt radarul și dispozitivele cu laser care pot furniza date relative la localizarea vehiculului prin măsurarea distanței până la vehiculul din față, spațiul lateral dintre vehicule și prin detectarea obstacolelor de pe autostradă. Sunt utilizați senzori sonici și ultrasonici, în special pentru detectarea persoanelor și obiectelor din spatele vehiculului (sistem utilizat în special la mersul cu spatele).
Controlul adaptiv / inteligent al călătoriei
Au avut loc progrese tehnologice atât la nivel de hardware cât și la nivel software în scopul realizării controlului adaptiv al călătoriei (ACC), cunoscut și sub denumirea de control inteligent al călătoriei (ICC). Aceste sisteme pot reduce în mod automat viteza vehiculului, care a fost stabilită de conducătorul acestuia prin intermediul controlului călătoriei, pentru a păstra o distanță sigură față de vehiculul din față și pentru a reveni la viteza inițială când distanța este suficient de mare. Reducerea vitezei se poate prin intermediul închiderii automate a supapei de admisie, prin schimbarea într-o treaptă inferioară a vitezei și/sau frânare.
Intervenția conducătorului vehiculului este încă necesară în anumite circumstanțe anormale, cum ar fi condusul de-a lungul curbelor în unghi ascuțit și detectarea unor animale mari care traversează (auto)strada. Barierele în calea aplicării pe scară largă a sistemelor de control adaptiv al călătoriei nu sunt ridicate de tehnologie ci privesc prevederile legale din anumite zone de piață.
Controlul din lateral al vehiculului
Necesitatea fundamentală pentru efectuarea controlului din lateral al vehiculului este păstrarea benzii ceea ce presupune păstrarea vehiculului pe mijlocul benzii de circulație. Au fost testate și demonstrate diferite abordări pentru păstrarea benzii. Cea mai obișnuită abordare pentru păstrarea benzii de circulație se realizează prin intermediul prelucrării imaginilor video a marcajului de culoare albă și prin strategii de control din lateral.
A fost testată și utilizarea sistemelor de poziționare globală (GPS) și a hărților digitale pentru păstrarea benzii. Nici abordarea video nici sistemele de poziționare globală de păstrare a benzii nu necesită modificări ale infrastructurii de drumuri existente.
O altă abordare pentru păstrarea benzii se bazează pe noile dispozitive amplasate în infrastructura drumului, care solicită instalarea unor cabluri de ghidare de-a lungul pavajului benzii care transportă semnale electrice și instalarea componentelor magnetice prin îngropare în pavajul benzii. Aceasta are avantajul că este complet pasivă și că furnizează informații digitale de previzualizare referitoare la geometria drumului prin aranjarea deliberată a polarității a mai multor magneți de-a lungul căii drumului. Pozițiile laterale ale magneților și informațiile de previzualizare sunt culese în scopul păstrării benzii prin intermediul unor magnetometre amplasate sub vehicul.
Controlul longitudinal și controlul lateral al vehiculului
Controlul longitudinal și controlul lateral al vehiculului complet automate vor avea probabil ca efect introducerea sistemelor automate pentru autostrăzi (AHS) care sunt definite ca sisteme de conducere ”fără mâini”. O abordare revoluționară a sistemelor automate pentru autostrăzi pune accentul pe aplicații de evitare a accidentelor dezvoltate pe baza tehnologiilor AHS fără automatizare completă. Aceste tipuri de sisteme conțin facilități precum avertismente referitoare la coliziune către vehicule, avertizări referitoare la întâmplări de-a lungul unui drum de vehicule, unificarea și realizarea asistate de calculator printre vehiculele care cooperează, avertismente către operatorii mașinilor de deszăpezire referitoare la punctul de plecare al benzii și vehiculele îngropate sub nămeți de zăpadă, precum și convoaie de camioane în care un singur conducător de vehicul poate conduce un tren de camioane cuplate între ele în mod electronic.
Proiecte în domeniul sistemelor inteligente de transport
Problema traficului este o problemă la nivel european. Prin crearea Uniunii Europene a apărut un nou concept de mobilitate, care depășește granițele unei țări. Dar pentru a putea realiza un sistem unitar la nivelul întregului spațiu european este necesară existența unei arhitecturi comune pentru toate sistemele ITS. Există numeroase proiecte la nivel național și european de implementare a unor arhitecturi ITS sau a unor noi servicii peste arhitectura existentă, dintre care amintim doar trei, la care autorul a făcut parte din colectivul de cercetători:
NARITS: National Architecture for Intelligent Transport Systems – Arhitectura Națională a Sistemelor Inteligente de Transport
Obiectivul general al acestui proiect a fost elaborarea unor instrumente și rețele de cercetare care să contribuie la dezvoltarea domeniului sistemelor inteligente de transport.
Obiectivele specifice ale proiectului au fost dezvoltarea unei rețele de cercetare în domeniul sistemelor inteligente de transport (conectată la rețelele similare din Europa și de la nivel mondial), elaborarea Arhitecturii Naționale Cadru ITS, dezvoltarea unui set de instrumente software care să ajute la dezvoltarea sistemelor inteligente de transport, realizarea unui model funcțional care să contribuie la dezvoltarea ulterioară a instrumentelor software și la îmbunătățirea arhitecturii ITS.
Arhitectura naționala cadru ITS s-a concretizat printr-o documentație care conține descrierea componentelor acestei arhitecturi precum si o serie de studii: studiu privind situația la nivel mondial, european și național în domeniul sistemelor inteligente de transport și al arhitecturii acestora, lista cerințelor utilizatorilor, arhitectura funcțională, arhitecturile fizică și de comunicații, arhitecturile organizațională și de securitate, studiu privind analizele cost/beneficii și riscuri. Toate aceste studii și materiale elaborate au fost utilizate pentru dezvoltarea a două instrumente software pentru generarea componentelor Arhitecturii ITS pentru un sistem specific. Primul instrument software a fost utilizat pentru dezvoltarea Arhitecturii Funcționale a unui sistem ITS, iar celalalt are ca scop dezvoltarea arhitecturii fizice și de comunicații pentru un sistem inteligent de transport. S-a realizat și un model funcțional utilizat pentru testarea și validarea instrumentelor software dezvoltate în cadrul proiectului. [WW21]
TRESMAN: Managementul integrat al resurselor în transportul public local
Obiectivele generale ale proiectului au fost formarea de echipe de cercetare de excelență, având o structură multidisciplinară și eterogenă; creșterea capacității de acoperire a spectrului larg de specializări care concură la elaborarea soluțiilor integratoare, specifice transporturilor; elaborarea de metode, modele și aplicații telematice care să permită realizarea de sisteme telematice integrate destinate managementului resurselor în transportul public local; elaborarea de soluții, elemente de infrastructură și logistică, necesare realizării de sisteme inteligente pentru transportul public urban; crearea premiselor dezvoltării parteneriatelor: cercetare-industrie și public-privat pentru dezvoltarea infrastructurii inteligente din domeniul transportului urban.
Rezultatele proiectului constau în:
soluții, metode și modele pentru managementul resurselor întreprinderii de transport public local
echipamente și aplicații informatice de achiziție automată a datelor din proces
elaborarea de soluții, elemente de infrastructură și logistică pentru managementul incidentelor, de prioritizare a transportului public în intersecții semaforizate, pentru informarea cetățenilor și a călătorilor în stații, privind transportul public urban.
IN-TIME: Intelligent and Efficient Travel management for European Cities – Managementul Inteligent și Eficient al Călătoriilor în Orașele Europene
Obiectivele proiectului sunt de a implementa sistemul RTTI ca serviciu adițional față de sistemele ITS existente, în scopul reducerii consumului de energie în transportul urban. Conceptul va fi implementat în 6 orașe din 6 țări diferite. Prin acest proiect se dorește modificarea comportamentului călătorilor și îmbunătățirea utilizării transportului multimodal prin utilizarea serviciilor oferite. Sunt estimate următoarele valori:
renunțarea la vehiculele private: 3%
utilizarea sistemelor moderne de management al traficului: 80%.
Proiectul este în etapele inițiale de derulare, rezultatele sale fiind vizibile peste aproximativ 24 de luni.
Concluzii
sistemele ITS reprezintă o necesitate pentru traficul actual;
pentru realizarea unor sisteme care să răspundă nevoilor reale ale traficului au fost realizate studii privind cerințele și nevoile utilizatorilor;
sistemele ITS trebuie să se bazeze pe arhitecturi comune pentru a exista posibilitatea interconectării acestora în spațiul european;
a fost dezvoltat un set de 8 pachete „de piață” pentru facilitatea utilizării arhitecturii europene definite;
dezvoltarea unei arhitecturi ITS naționale trebuie realizată pe 3 componente: logică, fizică și de comunicații.
Contribuții personale
a fost realizată o sintetizare și prezentare a conceptelor referitoare la sistemele inteligente de transport, pornind de la cadrul general până la exemple concrete de implementare în cadrul unor proiecte naționale sau internaționale;
a fost realizată o prezentare detaliată a sistemului de informare a călătorilor ca element important în procesul de planificare a călătoriei și în derularea acesteia cu impact pozitiv asupra timpului total de călătorie și a consumului de combustibil realizat.
Tehnologii utilizate în dirijarea traficului rutier urban
Sisteme de semnalizare
Primele indicatoare rutiere au fost pietrele kilometrice, care arătau distanța sau direcția. Romanii foloseau coloane de piatră prin care arătau distanța față de Roma. În Evul Mediu au apărut indicatoare de direcție către principalele orașe, amplasate în intersecțiile de drumuri.
Problema indicatoarelor rutiere a început să fie abordată mai serios în momentul apariției automobilului. În anul 1908, la un Congres Internațional al Drumurilor, la Roma, au fost propuse primele simboluri pentru majoritatea indicatoarelor rutiere. Au fost dezvoltate sisteme de indicatoare Europene și pentru Statele Unite ale Americii, care la început nu erau similare. În timp au început să fie adoptate simboluri internaționale în toate statele. Între timp indicațiile rutiere s-au diversificat, cuprinzând marcaje, indicatoare, mijloace de semnalizare rutieră și altele.
Și din punct de vedere al materialelor utilizate au apărut modificări, indicatoarele inițiale fabricate din lemn au fost înlocuite cu plăcuțe din metal acoperit cu un strat de vopsea reflectorizantă, pentru ca ulterior să apară indicatoare bazate pe tehnologii LED, care pot afișa succesiv mai multe indicații [WW1].
În România, mijloacele de semnalizare rutieră sunt reglementate prin intermediul Codului rutier [X1], care la capitolul IV prevede următoarele:
„Art. 30. – (1) Mijloacele de semnalizare rutieră sunt:
a) sistemele de semnalizare luminoasă sau sonoră;
b) indicatoarele;
c) marcajele;
d) alte dispozitive speciale.
(2) Mijloacele de semnalizare rutieră se constituie într-un sistem unitar, se realizează și se instalează astfel încât să fie observate cu ușurință și de la o distanță adecvată, atât pe timp de zi, cât și pe timp de noapte, de cei cărora li se adresează și trebuie să fie în deplină concordanță între ele, precum și într-o stare tehnică de funcționare corespunzătoare.
(3) Semnalele luminoase pentru dirijarea circulației în intersecții au următoarele semnificații:
a) semnalul de culoare verde permite trecerea;
b) semnalul de culoare roșie interzice trecerea;
c) semnalul de culoare galbenă împreuna cu cel de culoare roșie interzic trecerea.
….
(6) Mijloacele de semnalizare rutieră pot fi însoțite și de dispozitive speciale de avertizare.
(7) Se interzic:
a) amplasarea, în zona drumului public, de construcții, panouri sau dispozitive ce pot fi confundate cu indicatoarele sau cu instalațiile ce servesc la semnalizarea rutieră ori realizarea de amenajări sau alte obstacole care sunt de natură să limiteze vizibilitatea ori eficacitatea acestora, să stânjeneasca participanții la trafic sau să le distragă atenția, punând în pericol siguranța circulației;
b) lipirea de afișe, inscripții sau înscrisuri pe indicatoarele ori dispozitivele ce servesc la semnalizarea rutieră, inclusiv pe suporturile acestora.
Art. 31. – Participanții la trafic trebuie să respecte regulile de circulație, semnalele, indicațiile și dispozițiile polițistului rutier, precum și semnificația diferitelor tipuri de mijloace de semnalizare rutieră, în următoarea ordine de prioritate:
a) semnalele, indicațiile și dispozițiile polițistului rutier;
b) semnalele speciale de avertizare, luminoase sau sonore ale autovehiculelor, prevăzute la art. 32 alin. (2) lit. a) și b);
c) semnalizarea temporară care modifică regimul normal de desfășurare a circulației;
d) semnalele luminoase sau sonore;
e) indicatoarele;
f) marcajele;
g) regulile de circulație.
Art. 32. – (1) Semnalele speciale de avertizare luminoase sunt emise intermitent de dispozitivele de iluminare montate pe autovehicule și au următoarele semnificații:
a) lumina roșie obligă participanții la trafic să oprească în direcția de mers cât mai aproape de marginea drumului;
b) lumina albastră obligă participanții la trafic să acorde prioritate de trecere;
c) lumina galbenă obligă participanții la trafic să circule cu atenție.
(2) Sunt autorizate să utilizeze semnale speciale de avertizare luminoase:
a) pentru lumina roșie – autovehiculele aparținând poliției și pompierilor;
b) pentru lumina albastră – autovehiculele aparținând poliției, jandarmeriei, poliției de frontieră, serviciului de ambulanță sau medicină legală, protecției civile, Ministerului Apărării care însoțesc coloane militare, unităților speciale ale Serviciului Român de Informații și ale Serviciului de Protecție și Pază, Administrației Naționale a Penitenciarelor din cadrul Ministerului Justiției, precum și autovehiculele de serviciu ale procurorilor criminaliști din Ministerul Public, atunci când se deplasează în acțiuni de intervenție sau în misiuni care au caracter de urgență;
c) pentru lumina galbenă – autovehiculele cu mase și/sau dimensiuni de gabarit depășite ori care însoțesc asemenea vehicule, cele care transportă anumite mărfuri sau substanțe periculoase, cele destinate întreținerii, reparării ori verificării unor lucrări efectuate în partea carosabilă sau executării unor lucrări de drumuri, curățeniei străzilor, deszăpezirii sau tractării, transportului și depanării autovehiculelor rămase în pană sau avariate, precum și tractoarele care tractează utilajele agricole și tehnologice agabaritice. Inspectoratul General al Poliției Române poate autoriza utilizarea dispozitivelor speciale luminoase de culoare galbenă pentru autovehiculele stabilite prin prezenta ordonanță de urgență.
(3) Autovehiculele prevăzute la alin. (2) lit. a) și b) trebuie să fie echipate și cu mijloace speciale sonore de avertizare.
(4) Pe autovehiculele aparținând poliției și pe cele prevăzute la alin. (2) lit. c) pot fi instalate și dispozitive luminoase cu mesaje variabile, destinate participanților la trafic.
(5) Mijloacele speciale de avertizare, luminoase sau sonore, se certifică sau se omologhează de autoritatea competentă, potrivit legii. Condițiile de utilizare a acestora se stabilesc prin regulament.
Art. 33. – (1) Semnalizarea și amenajările rutiere necesare pe drumurile publice se asigură de către administratorul drumului respectiv și se efectuează numai cu avizul poliției rutiere.
(2) Semnalizarea lucrărilor care se execută pe drumurile publice este obligatorie și se efectuează de către executantul lucrărilor, cu avizul poliției rutiere, astfel încât aceasta să asigure deplasarea în siguranță a tuturor participanților la trafic, conform reglementărilor în vigoare.
(3) Semnalizarea și amenajările rutiere se definesc și se realizează în condițiile stabilite prin regulament, în conformitate cu reglementările tehnice în vigoare.“
Sisteme de semnalizare statice (indicatoare rutiere)
Indicatoarele rutiere sunt mijloace de reglementare a circulației care asigură, în lipsa altor mijloace de semnalizare, fluența acesteia în condiții de siguranță. Indicatoarele sunt clasificate astfel:
Indicatoare de avertizare
Indicatoare de reglementare
Indicatoare de prioritate
Indicatoare de interzicere sau restricție
Indicatoare de obligare
Indicatoare de orientare și informare
Indicatoare de orientare
Indicatoare de informare
Indicatoare de informare turistică
Panouri adiționale
Mijloace de semnalizare a lucrărilor în zona drumului public
Indicatoare rutiere temporare
Mijloace auxiliare de semnalizare a lucrărilor
Sisteme de semnalizare dinamice (luminoase)
Semafoare pentru dirijarea circulației
Semaforul reprezintă cea mai cunoscută modalitate de dirijare a traficului în mediul urban. Primul semafor a fost instalat la Londra pe data de 10 decembrie 1868, funcționând cu gaz având un mecanism cu levier acționat de un polițist. În data de 5 august a fost instalat în Cleveland, Ohio primul semafor electric cu 2 indicații STOP și LIBER, iar primul semafor cu trei indicații a fost inaugurat în anul 1918 la New York. Primul semafor instalat în România a fost montat în București în anul 1929, la intersecția dintre străzile Bd. Elisabeta și Calea Victoriei.
Semafoarele moderne pot avea una (galben clipitor) sau trei/patru unități luminoase (verde, galben și unu sau două indicații roșii), fiind implementați algoritmi care să nu permită intrarea simultană în intersecție a vehiculelor de pe direcții concurente (care se intersectează).
Considerând intersecția din figura 3.1.
Figura 3.1. Exemplu de intersecție
un tabel care arată indicațiile semafoarelor este prezentat mai jos.
Tabelul 3.1 – Indicații semafoare
Schemele uzuale sunt elaborate astfel încât să asigure îndeplinirea funcțiilor dacă toate elementele sunt în bună stare. În cazul în care apare o defecțiune există două variante: galben clipitor sau întreruperea alimentării pentru toate semafoarele din intersecție, circulația funcționând în continuare pe baza indicatoarelor rutiere existente.
Automate de trafic
Automatele de trafic sunt una din cele mai importante verigi ale lanțului de echipamente pentru semaforizare centralizată. Automatul de trafic este direct răspunzător de siguranța circulației într-o intersecție semnalizată, de aceea el trebuie să îndeplinească o serie de funcții de siguranță. Printre cele mai importante caracteristici ale unui automat de trafic se pot aminti:
Moduri de lucru:
Funcționare în regim centralizat;
Funcționare local adaptivă;
Funcționare în corelare de tip “undă verde”;
Funcționare în regim local pe bază de istoric;
Funcționare în regim de avarie.
Protecții:
protecție la verde antagonist (matrice configurabilă în funcție de planul de aplicație) – regim de funcționare decuplat;
protecție la blocare pe stare (activă în momentul depășirii ciclului maxim de semaforizare) – regim de semaforizare decuplat;
protecție la roșu ars (să poată fi protejat oricare din semafoarele de vehicule sau de pietoni comandate);
protecție la bec ars (altul decât roșu protejat) – să nu se modifice regimul de funcționare;
protecție la bec aprins în lipsa comenzii (altul decât verde) – să nu se modifice regimul de funcționare;
supravegherea circuitelor de comandă a cartelelor de execuție;
supravegherea permanentă a comenzilor de la butoane;
verificarea permanentă a detectoarelor de prezență;
verificarea ciclică a resurselor hardware din unitatea centrală;
verificarea modului de funcționare al echipamentului (decuplat, galben intermitent);
verificarea în permanență a comenzilor primite de la master prin comunicația serială;
verificarea concordanței între comanda semafoarelor și matricea de verde antagonist.
Caracteristici de comandă a semaforizării:
comanda secvențială a semafoarelor din intersecție în cadrul mai multor programe de semaforizare (diurne și nocturne) ai căror parametri (durate, faze, structura planurilor de semaforizare sunt înregistrați într-o memorie nevolatilă);
trecerea de la un program de semaforizare la altul trebuie să se efectueze fără discontinuitate de fază și de culoare;
timpii să poată fi programați pentru duratele de galben intermitent și roșu general din programul de capăt;
numărul maxim de stări (starea reprezintă intervalul de timp pe parcursul căreia nu se înregistrează nici o modificare culorii semafoarelor) să fie variabil (de ordinul zecilor);
durata ciclului de funcționare: variabilă (min. – max. sec.);
repornire automată cu sincronizare orară, în cazul întreruperii accidentale a tensiunii de alimentare;
precizia de reglare a ceasului: min. 1 s;
posibilitate de reglare a ceasului:
operare directă;
comunicație serială (locală sau de la distanță);
radioreglare (bloc recepție radio);
realizarea oricărei succesiuni și durate de culoare pe semafor;
posibilități multiple de microreglare prin adaptarea in timp real a duratelor permisiunilor de verde pe diferite cai de acces, funcție de semnalele furnizate de detectoarele de prelungire utilizate (inductive, radar, …);
acordarea de faze la cerere în funcție de semnalele date de detectoarele de cerere sau butoanele pietonale utilizate;
efectuarea cu prioritate a unor faze de circulație funcție de cererile înregistrate de la detectoarele de așteptare;
alegerea programului de funcționare pe baza analizelor de trafic locale sau a comenzilor primite de la un echipament ierarhic superior;
schimbarea programelor de semaforizare funcție de ora din zi si ziua din săptămână;
integrare in sisteme de unda verde locale alături de echipamente de generație sau fabricație diferite (este necesara utilizarea unui cablu cu minim 4 fire);
posibilitatea sincronizării în regim de unda verde fără suport fizic, alături de același tip de echipamente sau altele ce au aceasta facilitate.
Funcții de programare și monitorizare:
posibilitatea interconectării prin interfețe cu terminale nerezidente în echipament;
în vederea monitorizării echipamentul poate comunica:
starea reală a funcționării semafoarelor;
starea reală a funcționării detectoarelor;
numărul de autovehicule etalon rezultat in urma analizei locale de trafic, pe diferite sensuri si direcții;
numărul programului de semaforizare care este in rulare;
prezenta avariilor ce nu au impus modificarea regimului de funcționare;
starea ceasului calendar propriu.
funcția de telealarmare se realizează in situațiile:
prezență avarie verde antagonist;
prezență avarie blocare pe stare;
prezență avarie roșu ars (pentru canalele protejate);
lipsă comunicație.
funcția de telecomandă să se poată realiza numai sub parolă și să permită:
monitorizare echipament;
configurare ceas calendar propriu;
impunerea funcționarii pe un program prestabilit;
reprogramare echipament;
funcționare în regim galben intermitent.
funcțiile de monitorizare, telealarmare și teleoperare să fie opționale și să fie disponibile în diferite variante de comunicație:
comunicații pe fibră optică și adresare tipică Internet;
linie proprie de telecomunicație;
linie telefonică – modem telefonic (telealarmare la trei posturi telefonice declarate – mobile sau fixe);
comunicație radio – modem radio (pe frecventele de fonie deja alocate, fără perturbarea acestora).
Raportarea automată la distanță a defectărilor, căderilor de tensiune sau deschiderii neautorizate a panoului frontal.
Programarea controlerului poate fi realizata local de la un PC sau prin panoul de control al controlerului si telecomandat printr-un protocol de comunicație.
Figura 3.2. Structura de comunicație pentru automatele de trafic
În cazul intersecțiilor în care automatele funcționează în regim de „undă verde”, acestea sunt sincronizate temporal cu ajutorul unui ceas unic, considerat etalon universal, accesibil la fiecare automat de trafic în parte. Pentru aceasta, se utilizează în fiecare amplasament câte un receptor de timp GPS, care reprezintă fiind soluția cea mai fiabilă și fezabilă.
Panouri cu mesaje variabile (PMV)
Afișaje cu LED-uri, display-uri cu LED-uri, afișaje dinamice, panouri cu LED-uri sau ecrane electronice sunt diferite nume sub care sunt cunoscute panourile pentru afișarea mesajelor variabile. Aceste panouri sunt utilizate pentru transmiterea de mesaje in format text, video și/sau audio.
Un panou cu mesaje variabile este un indicator electronic de trafic utilizat pentru a oferi informații călătorilor. Astfel de indicatoare pot oferi avertismente despre congestiile de trafic, accidente, incidente, zone cu lucrări de drum, limite de viteză sau informații pentru anumite segmente de autostradă. În zonele urbane se mai utilizează pentru sistemele de informare ale parcărilor sau pentru devierea traficului în anumite condiții. Informațiile sunt de cele mai multe ori afișate în timp real și pot fi transmise de la un centru de comandă sau local.
Din punct de vedere al montării, panourile cu mesaje variabile pot fi fixe sau mobile (utilizate în situațiile temporare). Acestea din urmă pot fi instalații separate sau montate în spatele unor panouri sau rulote.
Tipuri de informații oferite:
accidente: în cazul unor incidente minore nu este necesară avertizarea prin intermediul unor PMV-uri. Este probabil ca drumul să se elibereze înainte ca mesajul să ajungă la ceilalți conducători de vehicule. În schimb în cazul accidentelor care produc blocaje ale benzilor de circulație pe perioadă mai îndelungată este necesară informarea pentru ceilalți participanți la trafic. În cazul în care există, se pot sugera și rute alternative. Riscurile de accident care pot fi semnalate sunt:
accidentele care includ vehicule rostogolite sau întoarse;
staționarea, care afectează fluxul normal de pe banda de circulație sau de pe mijlocul autostrăzii;
nerevenirea din congestii, datorită elementelor rămase în urma unui accident, după eliberarea drumului;
închiderea întregului drum;
închiderea rampei de ieșire din aval;
existența reziduurilor solide pe suprafața drumului;
alertarea în privința umezelii pavajului.
limitări de viteză și categorii admise de vehicule;
Informații despre congestii;
devierea traficului: se realizează și în cazul închiderilor de drumuri;
avertizare asupra lucrărilor în carosabil: se poate referi la închideri de benzi, lucrări în carosabil, devierea traficului pe altă bandă etc.;
informare asupra condițiilor meteorologice: se afișează mesaje care pot influența vizibilitatea și siguranța în conducere a vehiculelor. Aceste condiții pot cuprinde zăpadă, gheață, polei, ceață, furtuni de praf, căderi de pietre, vânturi puternice etc.;
informații despre lucrări viitoare: au rolul de a avertiza asupra unor lucrări care se vor desfășura în viitorul apropiat și care vor influența traficul în zonă. Această informare permite găsirea unor rute alternative înainte de începerea lucrărilor;
informare asupra altor evenimente care pot afecta traficul.
Informația provine de la mai multe sisteme de monitorizare și supraveghere a traficului. Este de așteptat ca prin furnizarea de informații în timp real, a evenimentelor speciale pe viitoarele drumuri, PMV să se poată îmbunătăți modul de selecție a drumurilor de circulație pentru vehicule, să se poată reduce timpul de călătorie, să atenueze severitatea incidentelor și să îmbunătățească performanțele sistemului de transport.
Tipurile de PMV sunt prezentate în figurile următoare:
Figura 3.3. PMV cu afișare în mod text
Figura 3.4. PMV cu afișare în mod grafic
Figura 3.5. PMV cu semne predefinite
Din punct de vedere al tehnologiei utilizate pentru afișarea mesajelor, panourile de mesaje variabile pot fi realizate cu:
Discuri rotative – acestea utilizează elemente de mici dimensiuni, circulare, pătratice, dreptunghiulare, care se pot roti, având pe o parte materiale reflectorizante cu ajutorul cărora se formează mesajul afișat
LED. Fiecare LED formează un pixel din mesaj
Fibră optică – acestea utilizează grupuri de fibre optice care transmit lumina de la sursă până la fiecare pixel din mesaj
Hibride – utilizează combinații de tehnologii, cum ar fi cea dintre discurile rotative și LED. Astfel, fiecare LED este alimentat, dar doar cele pentru care discurile sunt în poziția „deschis” formează mesajul.
Tabelul 3.2 – Tehnologiile de realizare a panourilor cu mesaje variabile
Sisteme de detecție a vehiculelor
Prezentare a categoriilor de sisteme existente
Esența unui sistem adaptiv de control al traficului urban constă în abilitatea acestuia de a răspunde la vârfurile de trafic și la solicitări, adaptând prin variere în timp semnalizarea rutieră, în condiții normale sau anormale. Pentru a putea realiza această funcție sistemul trebuie să „cunoască” unde este cerere în rețea și să poată răspunde la solicitări în mod optim. Pentru a putea calcula zonele critice cu congestie și duratele optimizate de semnalizare este necesară realizarea unei arii de zone de detecție.
Pentru măsurarea traficului, controlul în timp real al semafoarelor necesită existența unor detectoare, care să ofere date de trafic unui controler local al semafoarelor, acesta urmând să decidă fazele semnalelor de trafic. În numeroase sisteme de management adaptiv al traficului detectoarele sunt amplasate după ieșirea din intersecție, pentru contorizarea vehiculelor care se îndreaptă spre intersecția următoare.
Pentru realizarea unei alte funcții importante, și anume managementul incidentelor, detectoarele sunt în general utilizate pentru identificarea a două tipuri de congestii de trafic: repetitive și nerepetitive. Congestiile repetitive sunt previzibile, în anumite locuri și la anumite momente. Congestiile nerepetitive sunt cauzate de incidente aleatorii și temporare, cum ar fi accidentele și alte evenimente care nu pot fi prevăzute.
Datele de trafic pot fi culese în diferite puncte de pe rețeaua de drumuri. Detecția prea îndepărtată de linia de stop nu va permite întotdeauna desfășurarea efectului de dispersie a plutonului de vehicule. Pe de altă parte, detecția realizată prea aproape de linia de stop nu va permite sistemului de management al traficului să cuprindă informații referitoare la toate vehiculele care se îndreaptă spre intersecția următoare. Detecția realizată la mijlocul distanței reprezintă probabil un bun compromis, însă comunicațiile și cablarea intersecțiilor devin substanțial mai costisitoare decât în alte cazuri.
Numeroase sisteme de control adaptiv al traficului utilizează senzori amplasați pe benzile de ieșire din intersecție, informația furnizată de aceștia fiind utilă pentru calcularea timpilor de semaforizare a intersecției din aval.
Fiecare dintre aceste sisteme va măsura aceeași cerere de trafic și va lucra cu aceste informații în același mod. Cu toate acestea, fiecare are avantaje față de celălalt; detectorii situați în apropierea liniei de stop vor capta tot traficul dintr-o anumită intersecție, în timp ce aceia situați la distanță vor furniza o „hartă” generală a fluxurilor de trafic pe rețea, care va putea fi apoi procesată corespunzător.
Amplasarea detectorilor după linia de stop permite categorisirea vehiculelor în funcție de direcția de mers, prin corelația informației date de aceștia cu informația de semaforizare, fiind în special monitorizate acele benzi în care se pot efectua viraje sau benzile în care există trafic mixt de-a lungul zilei (de exemplu cu multe vehicule grele în anumite perioade din zi). Un asemenea sistem va fi capabil să administreze mult mai bine variații de trafic și surse de vehicule cum ar fi parcările supermarket-urilor sau porțile întreprinderilor. Dezavantajul principal al amplasării detectorilor după linia de stop este incapacitatea de a determina lungimea cozii și nivelul de congestie pe legătură. Calcularea si modificarea în timp real a timpilor de semaforizare, pentru ciclul de semaforizare curent, se poate realiza numai pentru sistemele adaptive care utilizează detectori amplasați pe benzile de ieșire din intersecție.
Odată ce datele au fost colectate, procesate și duratele de semnalizare permisivă calculate, se pot realiza și alte operații asupra rețelei. De exemplu, dacă legăturile interne ale unei rețele devin congestionate, traficul poate fi reținut înapoi și acumulat pe legăturile externe ale rețelei sau pe legăturile desemnate special pentru acumulare de vehicule, unde este mai mult spațiu disponibil. Această „filtrare” sau acțiune la distanță reprezintă strategii de nivel superior ce pot fi invocate de către sistemul adaptiv pentru a reduce cererea pe legăturile interne, permițând cu mai multă ușurință eliberarea zonelor congestionate. Acest mod de manipulare a rețelei este foarte util pentru a facilita prioritatea pentru vehiculele de intervenție de-a lungul rețelei.
Sistemele de detecție video pot realiza același tip de operații la o scară mai modestă, deoarece sunt limitate de câmpul vizual al camerelor. Sistemele de detecție video își găsesc adevărata utilitate atunci când sunt utilizate pentru detecția incidentelor. În timp ce sistemele bazate pe detectoare cu bucle vor vedea un vehicul ce staționează ca indiciu al congestiei în trafic, un sistem video poate fi programat să detecteze incidente prin marcarea în zona de detecție a unei arii asemănătoare unei bucle (fereastră de numărare). Anumite categorii de sisteme de detecție video sunt capabile să detecteze, să înregistreze și să alerteze operatorul prin rularea unui scurt clip video cu incidentul.
Vehiculele de intervenție și anumite vehicule ale transportului public pot beneficia de prioritizare la semafoare atunci când călătoresc pe rețeaua de drumuri. Planurile de semnalizare pot fi folosite pentru a „goli” legăturile în fața acestor vehicule și pentru a da prioritate semnalizării permisive în intersecția de care se apropie vehiculul. Cu toate că, în mod evident, acest lucru se poate obține și cu planuri fixe de semnalizare, există o perioadă de revenire pe care sistemul o poate gestiona mult mai eficient pentru minimizarea efectelor negative ale utilizării prioritizării selective. Sistemul de management al traficului va cunoaște traficul acumulat și va fi capabil să proceseze în mod eficient cozile și întârzierile. El va fi, de asemenea, capabil să detecteze unde să aplice procedeele speciale și să afle când rețeaua și-a revenit la condițiile normale de operare.
Detecția se mai poate folosi, de asemenea, și pentru a observa mișcarea pietonilor la semnalele semafoarelor și pentru comanda locală de către vehicule. Utilizarea unui sistem complet adaptiv de management al traficului elimină în general necesitatea comandării locale de către vehicule, cu excepția poate, a folosirii acestei facilități ca rezervă pentru introducerea unor mici modificări ale duratelor de semnalizare, atunci când există solicitări de trafic pentru aceste faze. În timp ce unele sisteme adaptive lucrează folosind detectoarele de pe linia de stop pentru procese de comandă locală a semafoarelor, pentru sistemele ce realizează detecția vehiculelor în amonte, detectoarele amplasate pe linia de stop devin duplicate inutile ale resurselor și nu sunt folosite.
Alte aplicații pentru detecția vehiculelor pot include:
Clasificarea vehiculelor;
Ghidare către locurile de parcare, numărarea vehiculelor care intră sau ies din parcări;
Controlul accesului;
Avertizarea de viteză și forțarea legislației rutiere
Detecția depășirilor gabaritice sau de greutate.
Sistemele de detecție a vehiculelor prezintă numeroase variante care sunt utilizate în funcție de tipul de situația concretă de amplasare și de necesarul de informații care trebuie obținute, detectorii având caracteristici diferite (distanța de măsurare, gradul de influență a condițiilor de mediu etc.). În funcție de modul de instalare și detecție echipamentele se pot împărți în două categorii: detectori în/pe pavaj (cu interacțiune în trafic) și detectori amplasați pe marginea drumului (fără interacțiune în trafic). În continuare este prezentat un tabel comparativ cu caracteristicile celor mai utilizați detectori [T1][F8].
Tabelul 3.3 – Sisteme de detecție a vehiculelor: avantaje și dezavantaje
În tabelul următor este prezentată o comparație a detectorilor pe baza tipurilor de date furnizate de aceștia [T1].
Tabelul 3.4 – Sisteme de detecție a vehiculelor: tipuri de informații
1 Viteza poate fi măsurată prin utilizarea a doi senzori amplasați la distanță cunoscută
2 Se poate obține cu ajutorul unor dispozitive electronice specializate
Senzori în/pe suprafața drumului
Bucle inductive
Buclele magnetice inductive reprezintă tipul de detector cel mai des utilizat. Ele generează un câmp electromagnetic, care este modificat la trecerea vehiculelor a căror prezență o detectează în acest mod. Forma și mărimea buclelor diferă de la caz la caz. Componentele principale ale detectoarelor de tip buclă inductivă sunt una sau mai multe spire dintr-un conductor izolat amplasat într-un locaș din drum, un cablu de alimentare care face legătura cu o cutie de joncțiune situată pe marginea drumului, un dulap de echipamente si unitatea electronică din interior care este conectată la sursa de alimentare.
Cu ajutorul buclelor inductive se realizează detecția trecerii vehiculelor, a prezenței acestora, numărării sau determinării gabaritului. Determinarea vitezei unui vehicul se poate realiza cu ajutorul unei perechi de bucle situate la o anumită distanță, cunoscută, în același ax al drumului sau cu o singură buclă inductivă care utilizează un algoritm de măsurare care ține cont de lungimea buclei, lungimea medie a vehiculului, timpul de staționare în zona activă a detectorului și numărul de vehicule numărate. Noile versiuni de detectoare buclă suportă și clasificarea vehiculelor, prin utilizarea unor frecvențe superioare de lucru.
Pentru monitorizarea întregii direcții de circulație (a tuturor benzilor), se poate utiliza un montaj cum este cel prezentat în figura 3.6.
Figura 3.6. Sistem de monitorizare a unei artere rutiere pe baza buclelor inductive
Din punct de vedere al instalării și al duratei de funcționare într-un anumit loc, buclele inductive se împart în permanente (amplasate în carosabil, utilitate pe o durată mare de timp) și temporare („lipite” pe carosabil, utilizate pentru o perioadă scurtă). În figura 3.7. se observă modul de instalare al acestor tipuri de bucle inductive.
a. bucle inductive permanente b. bucle inductive temporare
Figura 3.7. Amplasarea buclelor inductive în/pe carosabil
Bucla este excitată cu semnale care au frecvența între 10kHz și 50 kHz și funcționează ca element inductiv cuplat cu o unitate electronică. Atunci când un vehicul trece sau oprește deasupra detectorului, inductanța scade. Scăderea inductanței duce la o creștere a frecvenței oscilatorului, fapt sesizat de unitatea electronică ce trimite un impuls controlerului, indicând prezența unui vehicul. Inductanțele uzuale sunt cuprinse între 20 și 200 H.
Fluxul magnetic generat este uniform de-a lungul buclei, cu excepția porțiunilor din capete. Intensitatea câmpului magnetic generat este:
(3.1)
unde: H = intensitatea câmpului magnetic [A/m]
N = numărul de spire
l = lungimea conductorului [m].
Deoarece câmpul magnetic generat este uniform, fluxul magnetic este:
(3.2)
unde: ф = fluxul magnetic [Wb]
B = densitatea de flux magnetic [T]
A = aria secțiunii buclei [m2]
Fluxul magnetic depinde de permeabilitatea magnetică, astfel:
(3.3)
unde: 0 = 4 π10-7 [H/m]
r = permeabilitatea relativă a materialului (1 pentru aer) [H/m]
Inductanța buclei este:
(3.4)
cu: I = intensitatea curentului [A]
Cei mai importanți parametri care rezultă din informațiile furnizate de buclele inductive sunt:
Volumul:
Q=N/T, (3.5)
unde: Q = numărul de vehicule/oră care sunt detectate
N = numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T
T = perioada de timp, în ore
Gradul de ocupare:
(3.6)
unde: θ = gradul de ocupare, în %
T = perioada de timp, în ore
ti = perioada totală a impulsului detectorului
D = perioada pantei descendente – perioada pantei ascendente
Viteza:
(3.7)
unde:
V = viteza vehiculului, în km/h
– în cazul determinării cu un singur detector:
d = lungimea medie a vehiculelor + lungimea detectorului, în metri
t0 = momentul declanșării detecției, în ms
t1 = momentul terminării detecției, în ms
– în cazul determinării cu doi detectori:
d = distanța dintre detectori
t0 = momentul declanșării detectorului din amonte, în ms
t1 = momentul declanșării detectorului din aval, în ms
Pe baza formulei anterioare se poate determina lungimea exactă a vehiculului:
(3.8)
unde: V = viteza stabilită anterior
ti0 = momentul începerii detecției pentru detectorul i, în ms
ti1 = momentul terminării detecției pentru detectorul i, în ms
Un alt mod de calcul al vitezei, din volum și gradul de ocupare este:
(3.9)
unde: C = coeficient de calibrare, determinat experimental.
Densitatea de vehicule:
(3.10)
unde: K = densitatea de vehicule
N = numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T
T = perioada de timp, în ore
Vi = viteza vehiculului detectat i
(3.11)
Figura 3.8. Detecția vitezei cu o singură buclă inductivă
(3.12)
Figura 3.9. Detecția vitezei cu două bucle inductive
Senzori pneumatici
Senzorii pneumatici se bazează pe emiterea unui impuls de presiune a aerului dintr-un tub care închide un contact, transmițând astfel un semnal electric către un numărător sau software de analiză. Acest senzor este portabil, utilizând acumulatori cu acid, gel sau alte tipuri de baterii reîncărcabile ca sursă de tensiune.
Tuburile sunt amplasate perpendicular pe drum, în general fiind utilizate pentru măsurări de scurtă durată referitoare la: numărul vehiculelor, categoria acestora sau distanța dintre ele, întârzierea provocată de oprirea la semafor, rata de saturație a fluxului de vehicule (în funcție de modelul de senzor utilizat).
Figura 3.10. Diverse modalități de amplasare pentru senzorii pneumatici
Senzori piezoelectrici
Materialele piezoelectrice au proprietatea de a transforma energia cinetică în energie electrică și invers. Anumite materiale polimerice realizează aceste conversii cu un randament ridicat, fiind ideale pentru construcția senzorilor piezoelectrici.
Construcția unui senzor piezoelectric este coaxială, cu un element central, un înveliș metalic, materialul piezoelectric și un înveliș exterior. Polarizarea materialului piezoelectric se realizează prin supunerea ansamblului descris mai sus la un câmp electric radial intens. Câmpul de polarizare modifică structura amorfă a polimerului într-o formă semi-cristalină, menținând totodată proprietățile de flexibilitate ale polimerului original.
Figura 3.11. Construcția unui senzor piezoelectric
Atunci când materialele piezoelectrice sunt supuse unor impulsuri mecanice sau vibrații, acestea generează o tensiune electrică, care este produsă datorită apariției unor sarcini electrice de polarități diferite pe fețele paralele ale materialului. Tensiunea este direct proporțională cu forța mecanică (greutatea vehiculului). Amplitudinea efectului piezoelectric este dependentă de direcția de acțiune a forței în raport cu axele cristalului. Efectul piezoelectric este dinamic, tensiune fiind generată doar la schimbarea forței mecanice; în situația în care această forță rămâne constantă, tensiunea scade.
Senzorii piezoelectrici sunt utilizați pentru clasificarea vehiculelor și măsurarea greutății acestora. Poate fi determinată și viteza prin utilizarea mai multor senzori. Există două clase de senzori piezoelectrici: Clasa I – senzori care pot determina numărul de osii și greutatea vehiculului și Clasa II – senzori care pot determina doar numărul de osii (avantajul acestei clase în comparație cu prima este costul).
Senzorii piezoelectrici sunt foarte potriviți pentru sistemele de cântărire automată a vehiculelor, prezentând față de alte sisteme avantajele costurilor mai mici și posibilitatea de cântărire la viteze mai mari ale vehiculelor (15 .. 100 km/h).
Senzorul este instalat într-un decupaj perpendicular pe axul drumului și este impregnat apoi cu nisip din sare de silica și compus epoxidic. Proprietățile de elasticitate și termice ale compusului epoxidic sunt apropiate de valorile înregistrate pentru copertamentele rutiere. Partea activă a senzorului este izolată de forțele laterale prin material elastic pentru eliminarea erorilor cauzate de efectul de volum.
Figura 3.12. Senzor piezoelectric de cuarț
Senzori magnetici
Senzorii magnetici sunt detectori pasivi, care detectează obiecte metalice care perturbă câmpul magnetic terestru. În figura următoare este evidențiat modul în care un dipol magnetic al unui vehicul care intră în câmpul de detecție al magnetometrului produce o anomalie magnetică.
Figura 3.13. Influența vehiculelor asupra câmpului magnetic terestru
Figura 3.14. Variația semnalului de ieșire al senzorului la detectarea prezenței unui vehicul
Pentru măsurarea traficului rutier sunt utilizate două tipuri de senzori magnetici. Primul tip, magnetometrul cu două fluxuri, detectează schimbările componentelor orizontale și verticale ale câmpului magnetic terestru produse de vehiculele rutiere. Acest magnetometru are o înfășurare primară și două secundare realizate în jurul unui miez cu permeabilitate magnetică mare. La perturbarea câmpului magnetic, circuitele electronice asociate măsoară tensiunea de ieșire generată de înfășurările secundare. Pentru a fi considerată prezența unui vehicul, această tensiune trebuie să depășească un prag minim. După detectarea vehiculului, indicația de prezență este menținută până când vehiculul părăsește zona de detecție.
Al doilea tip de senzor este magnetometrul de inducție. Acesta detectează modificările produse de un vehicul în mișcare în liniile de flux magnetic. Și în cazul acestui detector, se produce o tensiune de ieșire care indică trecerea unui vehicul. Deoarece principiul este de detecție a variațiilor liniilor de câmp magnetic, acest magnetometru nu poate indica prezența vehiculelor staționate.
Figura 3.15. Variația liniilor de câmp la înaintarea unui vehicul
Plăci de presiune
Plăcile de presiune detectează vehiculele pe baza următorului principiu: la trecerea roților peste ele se produce un contact electric. Acest dispozitiv se limitează la detectarea osiilor, nu a vehiculelor, și în consecință nu poate fi utilizat pentru măsurarea unei mari părți a parametrilor de trafic. O aplicație uzuală pentru acest tip de senzor este reprezentată de cântărirea din mers a autovehiculelor. Pe măsură ce vehiculele trec peste aceste plăci (a se vedea figura următoare) sistemul de măsurare înregistrează efortul măsurat de mărci tensometrice și calculează sarcina dinamică. Sarcina statică este estimată din aceasta utilizându-se parametrii de calibrare (viteza vehiculului, tipul de pavaj, dinamica suspensiilor etc.).
Figura 3.16. Plăcile de presiune (după IRD, Inc. Saskatoon, SK)
Acuratețea sistemului de cântărire depinde de viteza vehiculelor. Pentru a se putea determina atât viteza cât și greutatea vehiculelor, se utilizează un dispozitiv de cântărire amplasat între două bucle inductive. Procedeul funcționează astfel: inițial sistemul este în stand-by. Atunci când primele roți ale vehiculului trec peste prima buclă inductivă, sistemul de cântărire se activează. Daca se dorește, pot fi amplasate două plăci de presiune pentru a determina greutatea vehiculului pe fiecare parte stânga-dreapta. Atunci când vehiculul ajunge deasupra celei de-a doua bucle inductive se calculează viteza acestuia, cunoscându-se distanța dintre cele două bucle. [G5]
Senzori amplasați în afara carosabilului
Radarul cu microunde
Radar-ul cu microunde utilizează radiație electromagnetică cu lungimi de undă între 1 și 30 cm (frecvență de 30 .. 1 GHz). Cu cât frecvența este mai mare, cu atât aria de acoperire este mai mică, dar datele au o acuratețe mai mare. În general este utilizată frecvența de 10,525 GHz.
Radarele sunt amplasate pe piloni și emit semnale spre zona monitorizată, zonă care este dimensionată pentru ca densitatea de putere să fie uniform repartizată. Trecerea unui vehicul prin această zonă determină reflectarea unei părți a energiei transmise înapoi către antenă. Pot fi detectate astfel caracteristici ale vehiculului, cum ar fi viteza, volumul, gabaritul, lungimea.
Figura 3.17. Modul de utilizare al radarului cu microunde
Pentru aplicațiile rutiere sunt utilizate două tipuri de radare cu microunde: cu undă continuă Doppler și cu undă continuă modulată în frecvență. Datele de trafic pe care aceștia le recepționează depind de forma de undă a semnalului transmis. Principiul Doppler se referă la modificarea frecvenței semnalului reflectat la trecerea unui vehicul prin zona de detecție. Deoarece se bazează pe efectul mișcării vehiculelor, în situația în care radarul nu are și alte sisteme de detecție, acesta nu poate sesiza vehiculele staționate (acest fapt îl face puțin eficient în zonele congestionate). Radarul care utilizează unda continuă modulată în frecvență transmit un semnal a cărui frecvență se modifică continuu în timp, acestea putând detecta și vehiculele staționate.
Figura 3.18. Formele de undă utilizate de radarele cu undă continuă modulată în frecvență
F – deviația totală de frecvență
f – deviația relativă de frecvență
Tm – perioada undei transmise
fm – frecvența undei transmise
fD – frecvența Doppler
Acest tip de radar divizează câmpul de detecție în mai multe sectoare pentru determinarea vitezei vehiculelor, permițând semnalului radar să fie divizat și identificat de pe porțiuni mai mici ale drumului.
Figura 3.19. Împărțirea zonei de detecție
Figura 3.20. Ieșirile intervalelor de măsurare
Pentru determinarea vitezei unui vehicul se utilizează următoarea formulă:
(3.13)
unde:
v – viteza vehiculului
d – distanța dintre cele două intervale de măsurare
T – diferența dintre momentele de timp în care vehiculul intră în fiecare zonă de detecție.
Radarul poate fi amplasat deasupra drumului, pentru monitorizarea unei benzi de circulație sau pe marginea drumului pentru monitorizarea a mai multor benzi, oferind în primul rând informația de viteză, gabarit, lungime a vehiculelor și în funcție de tehnologia utilizată putând oferi și informații despre vehiculele staționate.
Tot în domeniul transporturilor auto, dar cu montare pe vehicul, sunt dispozitivele radar utilizate în cadrul sistemelor AVCS pentru detectarea obstacolelor și evitarea coliziunilor cu acestea. Aceste radare funcționează cu frecvența de 76 .. 77 GHz.
Detector LASER
Detectorul LASER utilizează un fascicul foarte îngust ceea ce permite poziționarea spațială a vehiculului pe drum și determinarea formei vehiculului, cu o precizie de ±2cm, chiar și la viteze mari (până la 100 km/h). Tehnologiile care se bazează pe senzori cu fascicul laser oferă o mare precizie, care depinde însă de înălțimea la care este plasat senzorul și de poziția lui deasupra drumului. Senzorii cu laser pot obține date despre viteza de circulație pe bandă, volumul traficului și gradul de ocupare a drumului, pot opera cu baterii sau panouri solare și pot utiliza o legătură radio de spectru larg pentru transmiterea datelor despre trafic de la locul unde sunt amplasate, la centrii de colectare și transmisie a datelor de trafic aflat la distanță.
Printre aplicațiile detectorului LASER se numără detecția vehiculelor, acest detector având avantajul „imunității” față de condițiile meteorologice,
Figura 3.21. Detecția vehiculelor cu dispozitivul LASER [WW7]
supravegherea simultană a două benzi (utilă de exemplu la capetele mijloacelor de transport public: în funcție de banda pe care se deplasează vehiculul se decide direcția în care acesta va merge) sau determinarea barei de tractare la vehiculele cu remorcă (acest lucru se realizează prin amplasarea dispozitivului perpendicular pe drum, după cum se arată în figura 3.20.).
Figura 3.22. Amplasarea dispozitivului LASER pentru detecția remorcilor
Senzor cu radiație infraroșie (IR)
Senzorii IR pot fi activi sau pasivi. Aceștia pot fi utilizați pentru detecția volumului de trafic, a vitezei și clasei vehiculelor, dar și pentru detecția pietonilor.
Senzorii activi (AIR)
Senzorii infraroșu activi iluminează zonele de detecție cu energie IR de putere mică furnizată de diode laser care operează în vecinătatea spectrului IR al radiației electromagnetice (0,85 microni). Energia IR reflectată de vehiculele care traversează zona de selecție este focalizată pe un material sensibil de către un sistem optic. Senzorii IR activi au două sisteme optice. Sistemul optic de transmisie utilizează doi lobi, separați sub un anumit unghi (figura 3.21). Sistemul optic de recepție are un unghi de deschidere mai mare pentru a recepționa mai ușor energia reflectată de vehicule. Prin transmiterea a două sau mai multe fascicule se poate determina viteza vehiculelor.
Figura 3.23. Sistemul de măsurare IR
Senzorii activi pot oferi informații despre prezența vehiculelor, viteza și clasificare acestora, lungimea cozii de așteptare, măsurarea volumului de trafic etc. Senzorii IR moderni pot produce imagini bi- și tri-dimensionale ale vehiculelor. Acești detectori pot fi utilizați și pentru monitorizarea simultană a mai multor zone.
Senzorii pasivi (PIR)
Detectează energia emisă de vehicule, drum sau alte obiecte din zona de detecție, fără a emite radiație proprie. În general sunt utilizați 1 .. 5 senzori amplasați în planul focal, pentru captarea energiei dintr-o anumită zonă. Deschiderea optică pentru senzorii PIR este mare. Majoritatea senzorilor PIR sunt sensibili în banda de frecvență corespunzătoare emisiei IR a corpului uman cu temperaturi în gama 10÷ 40°C, lungimea de undă corespunzătoare fiind în banda 7 ÷14 ¼m.
Senzorii PIR nu măsoară cantitatea de energie recepționată ci doar modificările rapide ale profilului termic. Cu alte cuvinte, se detectează imagini fierbinți în infraroșu sesizând contrastul între imaginea caldă si fondul rece. Senzorii PIR nu necesită lucrări de amenajare pentru montare și deci nici întreruperea traficului. Precizia de măsurare a vitezei, de clasificare a vehiculelor este mai mare pentru senzorii care folosesc fascicule multiple. Este posibilă și măsurarea pe mai multe benzi de circulație.
Figura 3.24. Sistem de detecție PIR
Senzorii PIR cu o singură zonă de detecție pot determina volumul, gabaritul și momentul trecerii unui vehicul. Sursa de energie detectează emisia corpului gri datorată unei temperaturi diferite de zero absolut la suprafața obiectelor. Dacă un obiect are o emisie perfectă (coeficient de emisie egal cu 1), acesta se numește „corp negru”. Deoarece obiectele au în general coeficient mai mic decât 1, acestea sunt numite „corpuri gri”. Senzorii pasivi pot fi construiți pentru recepționarea energiei emise pe orice frecvență. Pentru aplicații ITS, lungimile de undă sunt între 8 și 14 m, ceea ce diminuează efectul strălucirilor razelor soarelui și a variației intensității de lumină la trecerea norilor.
La pătrunderea unui vehicul în zona de detecție este sesizată o schimbare în energia recepționată. Se utilizează doi parametri pentru stabilirea prezenței unui vehicul în câmpul de detecție, care este sesizat ca un produs între doi termeni, primul reprezentând diferența emisivității (a coeficientului de emisie) și al doilea diferența de temperatură, dacă temperatura drumului și a vehiculului sunt egale. Diferența de emisivitate este calculată între emisivitatea drumului și a vehiculului. Diferența de temperatură este calculată între temperatura absolută a drumului și temperatura afectată de emisiile vehiculelor. Figura următoare prezintă modul de emisie al energiei de către vehicul și drum.
Figura 3.25. Senzor de detecție PIR
Figura 3.26. Emisia și reflexia energiei de către vehicul și drum
Senzorii pasivi multi-canal și multi-zonă pot măsura viteza și lungimea vehiculelor, volumul de trafic sau gradul de ocupare al benzilor.
Senzori cu ultrasunete
Senzorul cu ultrasunete emite și recepționează o undă acustică, cu frecvența cuprinsă între 25 și 50 kHz. Majoritatea senzorilor de acest tip utilizează forme de undă pulsatorii. Un microprocesor local poate procesa datele pentru a determina viteza vehiculului, gradul de ocupare al drumului și pentru a realiza o clasificare (limitată) a vehiculelor. Senzorul poate fi utilizat și ca numărător de vehicule: cu ajutorul undelor emise este măsurată distanța față de suprafața drumului; atunci când se detectează o distanță mai mică este considerată prezența unui vehicul. Energia în impulsuri este transmisă sub două unghiuri cunoscute, de valori apropiate, care permit determinarea vitezei prin calcularea diferenței de timp a pătrunderii vehiculului în cele două fascicule. Se poate utiliza și o frecvență constantă, în acest caz dispozitivul funcționând ca detector Doppler.
Senzorii cu ultrasunete care lucrează în impulsuri transmit o serie de impulsuri de lățime Tp (0,02 .. 2,5 ms) cu o perioadă de repetiție T0 (33 .. 170 ms). Senzorul detectează timpul necesar impulsurilor să ajungă la vehicul și să se întoarcă. Se ajustează duratele pentru a se discrimina undele reflectate de sol de cele reflectate de vehicule. Ajustarea se face pentru detecția obiectelor care au o distanță față de sol de cel puțin 0,5 m.
Sistemele cu control automat al frecvenței impulsurilor repetitive reduc reflexiile multiple și îmbunătățesc detecția vehiculelor care se deplasează cu viteză mare.
Senzorii cu ultrasunete pot fi montați deasupra benzii supravegheate (figura 3.27) sau pe marginea drumului (figura 3.28). În aceste figuri este arătată unda reflectată direct de către drum sau de către un vehicul aflat în zona de detecție.
Figura 3.27. a) Unda reflectată de drum la amplasarea deasupra benzii de circulație
Figura 3.27.b) Unda reflectată de vehicul la amplasarea deasupra benzii de circulație
Figura 3.28. a) Unda reflectată de drum la amplasarea laterală
Figura 3.28. b) Unda reflectată de vehicul la amplasarea laterală
Arii de senzori acustici pasivi
Senzorii acustici detectează trecerea vehiculelor, prezența și viteza pe baza energiei sonore din spectrul audio emisă de traficul rutier. La trecerea unui vehicul prin zona de monitorizare, sunetul este recunoscut de către algoritmul de procesare și este emis un semnal de prezență vehicul. La părăsirea zonei de detecție de către vehicul sunetul produs de acesta scade în intensitate și semnalul de prezență este terminat. Sunetele produse în afara zonei de detecție sunt atenuate.
Sunt utilizate două tipuri de senzori, ambele utilizând două matrici de microfoane. Când vehicul se află în zona de detecție semnalul sonor ajunge simultan la toate microfoanele, iar când acesta este în afara acestei zone semnalul ajunge decalat la microfoanele de sus față de cele de jos, din cauza distanței dintre acestea. Senzorul se montează cu o înclinație de 15 .. 30, având o distanță de detecție de 6 .. 11m.
Figura 3.29. Senzor acustic
Acest senzor este utilizat în primul rând pentru informația de prezență. Pentru determinarea vitezei se presupune o lungime medie a vehiculelor și în funcție de durata în care a fost detectat vehiculul se calculează viteza acestuia. Pot fi furnizate și informații despre gradul de ocupare al benzilor sau gabarit.
Camere video
Senzorii cu procesare a imaginii video utilizează banda luminii vizibile și o bandă apropiată de lumina infraroșie, pentru sesizarea mai multor parametri de trafic, în funcție de configurația implementată de utilizatori. Senzorii cu procesare a imaginii video permit obținerea de informații de trafic pentru zone complexe, cu mai multe benzi. Totuși, necesitatea de digitizare a imaginilor video și de folosire a unor rutine de recunoaștere a modelului necesită utilizarea în teren a unei cantități mari de energie. Un astfel de senzor poate oferi informații referitoare la viteză și volumul traficului și, în plus, poate fi folosit pentru detectarea incidentelor și controlul semafoarelor. Senzorii cu imagine video reprezintă o tehnologie foarte promițătoare pentru detectarea fluxului de trafic, datorită performanțelor din ce în ce mai bune, a flexibilității ridicate a caracteristicilor și a prețurilor tot mai mici.
Un sistem de detecție video este format din mai multe camere video, un sistem de digitizare și procesare a imaginilor obținute și software pentru interpretarea acestora și generarea datelor necesare.
Aceste sisteme urmăresc imaginile dintr-o anumită zonă pentru a determina modificările care apar. Sunt implementați algoritmi complecși care pot identifica vehiculele (autovehicule, camioane, motociclete, biciclete) indiferent de condițiile de mediu, umbre, trecerile zi-noapte etc. În funcție de complexitatea algoritmilor utilizați pot fi obținute date imposibil de obținut cu alți detectori, cum ar fi numerele de înmatriculare ale vehiculelor, se pot furniza informații despre situații complexe, cum ar fi incidente rutiere sau se poate monitoriza comportamentul șoferilor.
Sunt folosite următoarele categorii de sisteme de detecție video:
Tripline – permite utilizatorului să definească un număr limitat de zone de detecție. Vehiculele sunt detectate datorită schimbării unor pixeli ai imaginii față de situația când drumul era liber. Există două sisteme de detecție, unul realizând o analiză a suprafețelor, identificând astfel contururile obiectelor, iar cel de-al doilea realizează analiza într-o grilă, în fiecare pătrat identificându-se vehicule în mișcare, vehicule staționate sau lipsa vehiculelor. Determinarea vitezei se realizează prin calcul, sistemul indicând timpul necesar unui anumit vehicul să tranziteze o zonă de lungime cunoscuta;
Urmărire cu buclă închisă – reprezintă o extensie a sistemului tripline și oferă avantajul unei detecții pe zone mai extinse. Aceste sisteme urmăresc în permanență vehiculele aflate în aria de detecție (vizuală). Pentru validarea unui vehicul sunt necesare mai multe detectări ale acestuia de-a lungul traseului. După validare se poate determina viteza vehiculului, precum și alte informații suplimentare, cum ar fi mișcare acestuia de pe o bandă pe alta. Informațiile de ieșire pot fi transmise unor panouri de mesaje variabile sau direct la bordul autovehiculelor care permit recepția unor astfel de informații;
Urmărire prin asociere de date – aceste sisteme urmăresc anumite vehicule sau grupuri de vehicule, prin căutarea unor zone de pixeli conectați. Aceste zone sunt urmărite apoi în toate cadrele pentru urmărirea vehiculului sau grupului de vehicule identificat. Obiectele sunt identificate utilizându-se niște markere bazate pe gradient și morfologie. Markerele bazați pe gradient identifică marginile, iar cei bazați pe morfologie utilizează combinații de caracteristici și dimensiuni care sunt asociate cu un vehicul cunoscut sau un grup cunoscut de vehicule. Prin identificarea succesivă a unui vehicul de către sistemele video se poate determina traseul acestuia, durata călătoriei, viteza medie, comportamentul șoferului și alte date statistice utile.
Formatarea imaginilor și extragerea datelor sunt realizate cu ajutorul unor sisteme de calcul puternice, care permit rularea în timp real a algoritmilor de procesare. După digitizarea datelor se realizează o primă identificare a vehiculelor (la acest pas este posibil să apară și erori de identificare ale unor vehicule care de fapt nu există). O a doua procesare elimină vehiculele false și le reține pe cele reale. În figura 3.27. este prezentată succesiunea evenimentelor care conduc la identificarea și urmărirea vehiculelor.
Figura 3.30. Procesarea imaginilor video
În următoarele două subcapitole se vor prezenta două modalități de detecție a vehiculelor din imaginile capturate de camerele video și un algoritm de recunoaștere a numerelor de înmatriculare ale vehiculelor (procedeu utilizat pentru controlul accesului, colectarea automată a taxelor, controlul la graniță etc.).
Recunoașterea vehiculelor
Prima metodă de detecție descrisă se referă la utilizarea simetriei și a cadranelor de încadrare pentru identificarea vehiculelor [WW8]. Algoritmul se bazează pe ideea că în cele mai multe cazuri vehiculele sunt simetrice și pot fi încadrate în dreptunghiuri pe imaginile surprinse de camerele video. Pentru determinarea elementelor simetrice nu este suficientă analiza imaginilor în tonuri de gri, deoarece este posibil să apară anomalii care împiedică detecția corectă. În figura 3.28. sunt prezentate trei astfel de situații: în prima imagine vehiculul nu apare simetric deoarece are o reflexie a razelor solare în partea stângă; în a doua imagine este detectată o zonă uniformă a benzii de circulație care poate fi considerată simetrică; în a treia imagine o parte din fundal are proprietăți de simetrie.
Figura 3.31. Situații în care nu este detectat vehiculul
Pentru eliminarea reflexiilor și a zonelor uniforme se realizează o detecție a marginilor obiectelor și se reface cercetarea elementelor simetrice și în acest caz. În acest mod s-au eliminat primele două probleme, deoarece, cu toate că este o strălucire puternică în partea stângă a vehiculului, marginile acestuia pot fi detectate, iar în a doua situație nu există margini de detectat ale zonei uniforme. Imaginile cu marginile găsite sunt prezentate în figura 3.29.
Figura 3.32. Detectarea contururilor
Al doilea pas este determinarea dreptunghiurilor de încadrare. În primul rând se caută marginea de jos a dreptunghiului.
Figura 3.33. Căutarea marginilor dreptunghiului de încadrare
Din motivele enumerate mai înainte, căutarea dreptunghiului de încadrare nu se face doar pe poza originală, ci și pe imaginea care identifică contururile obiectelor. În figura 3.31. apar etapele determinării părții inferioare a dreptunghiului de încadrare, în ultima imagine fiind identificat vehiculul.
Figura 3.34. Determinarea părții inferioare a dreptunghiului de încadrare
După determinarea părții inferioare a dreptunghiului de încadrare se caută partea superioară a acestuia, ținând cont de aceleași criterii. Această zonă se determină în funcție de amplasarea camerei video și de perspectiva pe care aceasta o are asupra drumului.
Figura 3.35. Zona în care se caută partea superioară a dreptunghiului de încadrare
Ultimul pas este realizarea unui algoritm de backtracking care elimină obiectele determinate care nu pot fi vehicule, cum ar fi porțiuni ale peisajului; acestea nu pot fi vehicule datorită poziției acestora față de drum.
O altă soluție utilizează metoda Algoritmului de Potrivire a Blocurilor (BMA) – algoritmul de detecție al mișcării din standardul MPEG [D1]. Algoritmul prezintă avantajul că poate nu doar detecta mișcarea ci și estima direcția mișcării.
Imaginea este împărțită în blocuri de dimensiune fixă (în pixeli: 6×6, 8×8 etc.) și se studiază pentru fiecare porțiune diferențele dintre imaginea curentă și cea anterioară. Trebuie realizată estimarea poziției blocurilor în imaginea anterioară pe baza cărora se pot calcula deplasările și viteza. Fiecare bloc definește o zonă de căutare, care are acel bloc în centru. Apoi se face o translatare a blocului inițial în zona de căutare pentru a determina gradul de potrivire pentru fiecare translație în parte. În momentul determinării poziției noi a blocului se generează un vector de mișcare pentru acel bloc.
Figura 3.36. Identificarea a două vehicule apropiate
Chiar dacă vehiculele sunt apropiate, se poate face distincție între acestea pe baza diferențelor de viteză și/sau direcție dintre acestea. Algoritmul poate produce vectori falși, care pot considera de exemplu un vehicul ca două obiecte separate. Pentru rezolvarea acestor probleme, la pasul următor se face o filtrare mediană a valorilor, utilizându-se cei 8 vectori adiacenți, în calcul intrând doar valorile ne-nule ale acestora pentru a se evita situația transformării unui vector ne-nul înconjurat de vectori nuli tot într-un vector nul.
Figura 3.37. Transformarea vectorilor pe baza vecinilor
Obiectivul este de a minimiza suma distanțelor față de toți vecinii, distanța dintre doi vectori fiind:
(3.14)
Această regularizare reduce semnificativ zgomotele și produce seturi de blocuri care au vectorii dispuși mai uniform.
Figura 3.38. Corectarea prin filtrare a blocurilor identificate
După filtrarea datelor și apariția blocurilor compacte care reprezintă vehiculele se realizează o numerotare a acestora. Numerotarea se realizează tot pe baza blocurilor vecine. Procesul de numerotare este iterativ, două blocuri fiind considerate vecine dacă au marginile alăturate cu vectori identici și distanța dintre ele este mai mică decât o valoare considerată ca abatere acceptabilă la detecție.
Urmărirea vehiculelor se bazează pe identificarea blocurilor din imaginea curentă și numerotare. Numerotarea este una temporară, fiind actualizată în funcție de vectorii de mișcare determinați. Fiecare bloc identificat în imaginea curentă este translatat înapoi în imaginea anterioară cu un vector egal cu opusul vectorului curent de mișcare ()și se evaluează gradul de suprapunere între eticheta curentă și eticheta anterioară. În Figura 3.39 partea stângă arată numerotarea anterioară iar partea dreaptă numerotarea temporară curentă. Este posibil ca suprapunerea să nu fie perfectă, depinzând de acuratețea detecției obiectelor pentru fiecare imagine în parte.
Figura 3.39. Identificarea obiectelor cu ajutorul blocurilor componente
După verificarea modului în care se suprapunere fiecare pixel „3” peste cei din imaginea anterioară, se decide care etichetă anterioară este cel mai bine acoperită de imaginea curentă. Acea etichetă va fi transferată către obiectul actual (în exemplul de mai sus, obiectul curent va avea eticheta finală „5”). Procedeul continuă pentru actualizarea numerotărilor tuturor obiectelor identificare în ultima imagine. În cazul în care nu se poate identifica din secvența anterioară numărul unui anumit obiect, acesta este considerat ca obiect nou.
Recunoașterea numerelor de înmatriculare
Această procedură face parte tot din recunoașterea automată a vehiculelor și pleacă de la considerentul că este suficientă identificarea numărului de înmatriculare, deoarece acesta este unic.
Există mai multe metode prin care se poate realiza această identificare: recunoaștere bazată pe tehnici OCR, recunoaștere bazată pe modele sau metode bazate pe rețele neuronale. În continuare se va prezenta o metodă prin care se identifică zona numărului de înmatriculare, se separă caracteristicile plăcii și se identifică din acea zonă caractere existente [O1].
Primul pas este extragerea zonei numărului de înmatriculare. În această etapă, imaginea obținută de la camera video este transformată în imagine binară; 0 – negru și 1 – alb, decizie care este luată în funcție de luminozitatea fiecărui pixel, care este sub, respectiv peste, o valoare stabilită.
Figura 3.40. Binarizarea imaginii
Imaginea astfel creată este prelucrată pentru determinarea zonei în care se găsește numărul de înmatriculare. Se face o scanare a liniilor și coloanelor și în cazul în care numărul de pixeli albi nu se încadrează într-un anumit interval, aceștia sunt transformați în pixeli negri (de exemplu, daca numărul de pixeli albi este mai mic decât 10 sau mai mare decât 100, aceștia sunt înnegriți).
Figura 3.41. Identificare zonei numărului de înmatriculare
Următoarea etapă este extragerea numărului de înmatriculare din imaginea digitizată pe baza zonei determinate.
Figura 3.42. Imaginea numărului de înmatriculare
În final este extrasă o imagine care conține plăcuța de identificare.
Figura 3.43. Numărul de înmatriculare
În pasul următor numărul este divizat pentru identificarea caracterelor. Se realizează întâi o filtrare a imaginii pentru eliminarea zgomotelor și a punctelor nedorite. Se aplică din nou procedeul de scanare pentru aflarea zonelor care conțin caractere.
Figura 3.44. Localizarea caracterelor
Aplicându-se această mască pe numărul identificat anterior se extrag caracterele individuale.
Figura 3.45. Caracterele individuale
Înainte de începerea procedeului de recunoaștere, caracterele sunt normalizate. Această operație presupune modificarea caracterelor astfel încât să nu mai existe spațiu alb între caracter și caseta care îl delimitează. Apoi toate caracterele sunt aduse la aceeași dimensiune.
Figura 3.46. Caracterele normalizate
În final, se realizează o comparație cu un model, pentru fiecare caracter identificat se determină cea mai bună potrivire cu un caracter al modelului. Este posibilă utilizarea mai multor modele, care să conțină seturi de caractere din diferite regiuni sau țări, pentru identificarea corectă a tuturor vehiculelor.
Figura 3.47. Caracterele din baza de date
În concluzie, sistemele de detecție video au cea mai mare gamă de aplicații, dar necesită în general o putere mare de calcul și algoritmi complecși pentru procesarea imaginilor obținute.
Detectori cu triplă tehnologie
O variantă nouă de detectori de trafic este reprezentată de detectorii cu triplă tehnologie, care combină detecția radar, ultrasonică și infraroșie pasivă pentru a elimina dezavantajele date de utilizarea unei singure tehnologii. Pentru procesarea semnalelor primite pe cele trei canale este utilizat un DSP.
Aplicații:
clasificarea vehiculelor după tipul acestora
determinarea vitezei vehiculelor
contorizarea vehiculelor
detecția existenței cozilor de vehicule și a lungimii acestora
detecția gradului de ocupare a benzilor
detecția pe benzile cu trafic reversibil
detecția șoferilor care conduc pe contra-sens. [WW20]
Sisteme de detecție a pietonilor
Un semafor pentru pietoni convențional are două culori: roșu și verde, cu trei indicații: culoarea verde indică traversarea, culoarea verde clipitoare indică faptul că nu trebuie începută o traversare iar pe timpul apariției culorii roșii nu ar mai trebui să fie pietoni pe stradă. Pentru optimizarea eficienței funcționării semafoarelor și minimizarea întreruperilor traficului rutier se prevede acționarea cu butoane a acestor semafoare.
O problemă legată de această abordare este că nu toate persoanele care doresc să treacă vor apăsa butonul, existând studii în acest sens. Motivele posibile sunt că nu toate persoanele care doresc să traverseze sunt conștiente de faptul este necesară apăsarea butonului pentru aprinderea culorii verzi. Dar și atunci când butonul este acționat, este posibil să treacă o perioadă de timp prea mare înainte de schimbarea culorii semaforului încât se poate concluziona că sistemul este defect.
Pe de altă parte există categorii de persoane cu diverse dizabilități care nu pot acționa butonul. Există mai multe soluții pentru detecția automată a pietonilor, printre care detectori cu microunde, infraroșu, sau video cu procesare a imaginii.
Un detector cu microunde generează un fascicul de energie cu o anumita frecvență, sesizând diferențele între frecvența fasciculului emis și cel reflectat (efectul Doppler). Fasciculele trebuie să fie orientate cu precizie, ținând cont de faptul că dimensiunea obiectului care se dorește a fi detectat (pieton) este semnificativ mai mică decât a altor în mișcare (vehiculele rutiere).
Tehnologiile bazate pe infraroșu au ajuns deja la maturitate atât pentru detecția pietonilor cât și pentru detecția vehiculelor. Eficiența detectării poate fi scăzută în cazul în care obiectul rămâne fix. Prin acest sistem de detecție nu poate discrimina direcția de circulație a pietonilor și nici nu poate determina numărul de obiecte detectate.
Dimensiunea și forma zonei de detectare variază în funcție de tipul de detector utilizat și de modul în care este poziționat. Se poate considera o anumită întârziere astfel încât persoanele sunt recunoscute doar dacă rămân în zona de detecție pentru o anumită perioadă de timp. O astfel de întârziere ajută la prevenirea unor acționări false care rezultă de la persoanele care doar tranzitează zona monitorizată și nu intenționează să traverseze strada.
Sistemele de detecție video identifică pietonii prin scanarea întregului cadru video. Există mai multe metode de analiză a imaginilor, printre care cele care folosesc șabloane de imagine sau cele care utilizează descriptorii histogramelor. Cu toate că analiza imaginilor poate oferi cele mai multe detalii, este necesară o putere mare de calcul care nu este întotdeauna disponibilă.
Figura 3.48. Exemplu de identificare a pietonilor în cadrul video
Tehnologii de comunicație
Prezentare generală
Comunicațiile de date sunt necesare pentru colectarea datelor și pentru distribuirea informațiilor. În ceea ce privește infrastructura, sunt utilizate comunicațiile staționare. Datele obținute de la sursele fixe, cum sunt detectorii în buclă și televiziunile cu circuit închis, pot fi transmise la centrele de management și apoi distribuite de acestea prin intermediul comunicațiilor staționare și mobile. În ceea ce privește vehiculul, sunt necesare comunicațiile mobile. Datele obținute de la sursele mobile, precum patrulele din elicopter și ieșirile din procesoarele de date amplasate în vehicul, precum coordonatele GPS, trebuie să fie transmise la centrul de management prin intermediul comunicațiilor fără fir sau mobile.
Toată infrastructura de telecomunicații existentă și viitoare, staționară și/sau mobilă poate și trebuie să fie utilizată pentru funcțiile ITS în scopul de a minimiza costurile și de a valorifica în continuu progresul tehnologic din industria telecomunicațiilor. Rețeaua digitală de servicii integrate (ISDN) este o infrastructură de telecomunicații obișnuită pentru integrarea tuturor formelor de semnale – voce, imagine, video și date – toate în formă digitală în concordanță cu un standard internațional. O posibilă aplicație ISDN pentru managementul traficului este transmiterea de semnale digitale prin intermediul camerei video.
Comunicații seriale
Transmisia serială a datelor este foarte mult utilizată în domeniul IT, fiind prima soluție de transfer al datelor între diferitele componente ale calculatoarelor sau pentru conectarea calculatoarelor în rețea. Acest tip de transmisie este mai lent decât cel prin magistrale paralele, dar prezintă avantajul comunicației pe distanțe mai mari.
Specificațiile RS-232
RS-232 este un standard care asigură compatibilitatea între sistemele gazdă și periferice specificând:
nivelurile tensiunii;
configurația pinilor și a legăturilor;
controlul informației între cele două echipamente.
Standardul RS-232 folosește nivelul superior al ieșirii driverului, între +5 și +15 volți, pentru transmiterea 0 logic și nivelul inferior, între -5 și -15 volți, pentru transmiterea 1 logic; impedanța între driver și receptor este între 3 kΩ și 7 kΩ. În varianta inițială, cablul dintre cele două echipamente avea lungimea maximă de 15 metri. După revizia D în loc de a se impune lungimea maximă a cablului, a fost specificată o încărcare capacitivă maximă de 2500 pF.
Pentru interfața mecanică se utilizează un conector cu 25 de pini, existând și varianta cu 9 pini, DB9S.
Figura 3.49. Conector RS-232 cu 25 și 9 pini
Specificațiile RS-485
Acest standard a fost conceput pentru a extinde și îmbunătăți posibilitățile de comunicație pe o linie serială, prin:
creșterea distanței maxime de comunicație (la aproximativ 1,2 km);
creșterea imunității la zgomot;
posibilitatea realizării unei comunicații multipunct (comunicație în rețea);
Protocolul nu precizează structura datelor transmise, mecanisme de control al fluxului de date sau mecanisme de detecție a erorilor. Acestea pot fi preluate din alte standarde seriale de comunicație (de ex.: RS-232 sau SDLC/HDLC) sau pot fi definite de utilizator. Creșterea imunității la zgomotul de pe linia de transmisie se realizează prin folosirea semnalelor diferențiale. Fiecare bit este transmis pe cele doua linii pentru date A+ și A-. Receptorul compară diferența de potențial dintre cele două linii pentru a decoda semnalul recepționat. Pentru rezultate superioare se utilizează cablu torsadat.
Tehnologii centru-la-centru bazate pe legături prin cablu
Linii telefonice închiriate
Circuitele telefonice închiriate sunt în mare măsură legate la utilizatorul final și posedă flexibilitate, viteză și bandă largă necesară pentru rețeaua de comunicații ITS. O gama largă de circuite sunt furnizate de companiile telefonice regionale și includ:
Canale de date voice-grade care furnizează un serviciu analog full-duplex multi-punct la 1200 bps. Aceste circuite pot fi folosite pentru furnizarea comunicațiilor între centrul operativ și VMS, semafoare de pe autostradă, stații de detectare și pentru controlul camerei video. Circuitele dial-up voice-grade pot fi folosite la transmisia imaginilor cu viteză de scanare redusă.
Canale de date digitale pe două căi care transmit între 2.4 kbps și 56/64 kbps. Aceste circuite pot fi folosite la operarea canalelor de date multi-punct de viteză redusă (de regulă între 2400 și 9600 bps). Aceste circuite pot fi folosite la colectarea datelor, caz în care câteva canale de viteză redusă sunt colectate la un “hub”, multiplexate într-un canal de viteză mai mare și transmise către un centru de control. Acestea ar putea de asemenea suporta transmisia video-digitală cu un CODEC proprietar cu o viteză de 56 kbps.
Operare de canale tip T-1 de 1.544 Mbps. Aceste circuite pot fi folosite pentru transmiterea digitizată video sau ca și colectoare de date de mare viteză.
Operare de legături tip DS-3 de 44,736 Mbps, care poate fi folosită la extinderea LAN-urilor sau la transmisia de „studio quality” CCTV.
Telefonia închiriată este o soluție profesională de comunicație. Un avantaj posibil al rețelei dedicate din fibră este că responsabilitățile legate de mentenanță sunt comutate de la agenția de transport către compania de telefonie, deși poate fi o problemă stabilirea responsabilităților. Serviciul de telefonie închiriată poate fi abandonat în orice moment, în consecință ar trebui să apară nevoia sau oportunitatea de a schimba flexibil comunicațiile media.
Fibre optice
Fibrele optice reprezintă un mediu pentru undele luminoase purtătoare de semnal sau pulsațiile care transmit informații de la un punct la altul prin intermediul unor fibre optice foarte subțiri. Fibrele optice sunt folosite pe scară largă în domeniul telecomunicațiilor, unde permit transmisii pe distanțe mari și lățimi de bandă mai mari decât alte medii de comunicație. Avantajele acestora se referă la absența interferențelor, atenuare relativ scăzută și lățime de bandă extrem de mare sau debit mare de biți, astfel încât poate fi transmisă simultan o cantitate foarte mare de informații.
Lumina este dirijată prin miezul fibrei optice cu ajutorul reflexiei interne totale. Aceasta face fibra să se comporte ca ghid de undă. Fibrele care suportă mai multe căi de propagare sau moduri transversale se numesc fibre multimodale, iar cele ce suportă un singur mod sunt fibre monomodale. Fibrele multimodale au în general un diametru mai mare al miezului și sunt utilizate în comunicații pe distanțe mai scurte și în cadrul unor aplicații în care trebuie transferată multă putere. Fibrele monomodale se utilizează pentru comunicații pe distanțe mai mari, de peste 550 m.
Evaluarea parametrilor fibrei monomod:
Pornind de la datele inițiale: 2a = diametrul miezului, 2b = diametrul învelișului, n1, n2 = indicii de refracție; λ = lungimea de undă; l = lungimea liniei; Δλ = lărgimea spectrala a laserului, se pot determina următoarele valori:
valoarea relativă a indicilor de refracție:;
apertura numerică:
frecvența normată:
frecvența critică:
lungimea de undă critică:
pierderi de energiei la absorbție:
pierderi la împrăștiere:
pierderi totale:
pierderi în diapazonul infraroșu: , unde C și k – coeficienți constanți.
dispersia ghid de undă: ;
dispersia materială:
dispersia rezultantă:
banda de trecere:
granițele de schimbare a vitezei de fază:
granițele de schimbare a rezistenței de undă:
Tehnologii wireless
În ceea ce privește vehiculul, comunicațiile fără fir sunt din ce în ce mai utilizate în ITS. În multe țări, conducătorii vehiculelor raportează din ce în ce mai des incidentele de trafic de pe autostrăzi prin intermediul telefoanelor mobile. Noile sisteme de comunicații personale sunt digitale. Comunicațiile de date prin intermediul sistemelor celulare digitale au devenit realizabile datorită pachetelor de date digitale celulare și a unor tehnici particulare de comunicații de date fără fir cu comutare de pachete. Noile servicii de telefonie digitală celulare, bazate pe standarde TDMA, CDMA precum și pe standardul european GSM au fost deja lansate pe piață.
Comunicațiile mobile prezentate anterior sunt destinate comunicațiilor pe zone întinse, în care transmițătorul și receptorul se află la distanțe foarte mari unul de celălalt (de ordinul kilometrilor). De obicei, în comunicațiile pe zone întinse, datele sau informațiile ITS sunt grupate împreună cu alte mesaje, în general cu comunicații administrate, de operatorii din industria telecomunicațiilor.
În opoziție cu acestea sunt comunicațiile dedicate pe distanțe scurte (DSRC) pentru ITS, în care raza de acoperire este atât de scurtă încât comunicațiile sunt utile doar pentru anumite scopuri dedicate. În general, cei care investesc în infrastructura transmițătoarelor (balizelor) DSRC nu fac parte din industria telecomunicațiilor ci din organizații publice sau private interesate de anumite sisteme de tip ITS care utilizează comunicații dedicate cu rază scurtă.
Serviciile ITS bazate pe comunicații dedicate cu rază scurtă sunt următoarele:
colectarea electronică a taxelor;
operarea vehiculelor comerciale;
managementul parcărilor;
programarea semnalelor;
semnalizarea în vehicul;
informarea călătorilor în vehicul;
ghidarea rutei bazată pe balize.
Sisteme de date radio (RDS)
Sistemul de date radio a fost dezvoltat pentru modularea frecvenței de către Uniunea Europeană de Transmisie și țările ei membre. Este o formă de canal de codificare a datelor destinat operării în colaborare cu emisiile radio comerciale FM.
Principiul RDS este următorul: radioul comercial FM are “spațiu” între frecvențe. Acest spațiu liber, care servește ca un tampon între stațiile radio, poate fi utilizat pentru a transmite un program audio ajutător sau pentru a transmite informații digitale. Acest sub-expeditor a fost folosit în trecut pentru difuzarea muzicii de fundal din restaurante și magazine. Eficiența sistemului se bazează pe faptul că nu există legături între sub-expeditor și programul audio principal.
Principala motivație a RDS este să admită stațiilor comerciale de radio să fie identificate pe ecranul radioului și să admită posturi de radio cu auto-reglare, astfel încât să selecteze automat semnalele cele mai puternice corespunzătoare unui tip particular de program (cum ar fi știri, sport, diferite tipuri de muzică și informații de trafic). Din perspectiva ITS, o trăsătură importantă a RDS este TMC care poate furniza călătorilor informații actuale legate de trafic. Informațiile de trafic transmise călătorilor prin mesaje silențioase codificate digital RDS vor ajunge pe un afișor și/sau sintetizator vocal în receptorul din vehicul. Mesajele sunt independente de limbă; ele pot fi decodificate în limba aleasă de utilizator. Mesajele sosite sunt stocate în memoria receptorului și pot fi selectate de utilizator în funcție de necesități.
RDS-TMC necesită un decodor special. Motivul este că RDS-TMC este un sub-expeditor format din semnale ultrasunete care depășesc capacitatea auzului uman. Mai mult, radiourile convenționale nu pot decoda aceste semnale fără adăugarea decodorului special. Implementarea de bază permite unui radio să indice dacă stația de recepție transmite informația de trafic ca parte a programării sale și dacă stația de transmisie-recepție transmite curent un mesaj de trafic. Această informație ar putea fi folosită pentru oprirea derulării unei casete sau CD și deschiderea radioului pe durata anunțului. De obicei, radiourile RDS permit auditorului să folosească această informație ca un criteriu de căutare în cazul parcurgerii rapide a benzii și a finalizării numai în stații care transmit informații de trafic. În timp ce receptorul/decodorul furnizează în general interfața utilizator către serviciul de informații de călătorie, funcționalitatea poate varia substanțial în concordanță cu dezvoltările tehnice și necesitățile pieței.
Figura 3.50. Principiul RDS
RDS-TMC are capacitatea de a transmite informația folosind “limbajul virtual”. Sub această denumire, transmisia de coduri prin aer conține adresele informației stocate în bazele de date din decodoare. Aceste baze de date conțin tabele on-line pentru valori codificate ale diferitelor variabile, plus listele locațiilor incluzând ruta și legăturile de tranzit.
Comunicații VHF – PMR
PMR reprezintă un concept care asigură un suport complet pentru utilizatorii rețelelor radio. În mod general, PMR stabilește parametrii tehnici pentru stații radio mobile, fixe sau portabile. Următoarele două cerințe sunt fundamentale în stabilirea posibilității de utilizare a sistemului PMR:
Acoperire rurală completă în condiții de operare normale;
Mecanisme care garantează acoperirea în condiții excepționale.
Suplimentar, deseori apare necesitatea de a asigura frecvențe dedicate pentru comunicații aer-sol sau sol-aer pentru o rețea organizațională. Frecvențele dedicate sunt necesare pentru a interferențele pe care emițătorul aerian le-ar putea produce cu stațiile de la sol chiar și la distanțe mai mari. Tehnologiile PMR realizează configurări speciale pentru a asigura acoperire radio chiar și în situații de nefuncționare a rețelei, cum ar fi căderea stațiilor de bază, sau a modului de operare direct. Acestea nu sunt prevăzute în rețele celulare. Principalele nevoi ale utilizatorilor PMR cum ar fi cei care reprezintă siguranța publică sau forțele de ordine se pot clasifica după cum urmează:
Funcționalități specializate pentru comunicații în grup și dispecerizare, incluzând administrarea grupurilor de interlocutori în mod sigur și dinamic, gestiunea apelurilor de urgență, prioritizarea comunicațiilor etc.;
Timpii de răspuns, necesari în mod normal pentru stabilirea unei comunicații vocale se situează în plaja 0,3 până la 1 sec, cu o medie de 0,5 sec pentru operare pe arii mari de acoperire;
Acoperirea continuă radio pe toată aria deservită, incluzând disponibilitatea garantată a acoperirii chiar și în condiții excepționale;
Calitate fără compromis a vocii, permițând recunoașterea vocii vorbitorului, chiar și în condiții de zgomot extern excesiv.
Utilizatorii critici ai sistemului radio (care în ziua de azi folosesc rețele private radio și tehnologii PMR) au cerințe specializate pentru funcționalitate, timpi de răspuns, acoperire radio și calitate a serviciilor în special în timpul incidentelor majore – cu puține posibilități de compromis (în caz că există) atunci când siguranța societății sau viața umană trebuie protejată.
Rețea radio zonală (ARN)
Semnalele radio zonale radiază uniform în toate direcțiile, ca legăturile punct-la-punct dintre microunde. Dispersia și reflexia permit semnalului să se extindă pe suprafețe cu construcții, deși aceste efecte reduc puterea semnalului. Barierele de teren pot limita fezabilitatea acestei tehnologii.
Există diverse benzi de frecvență disponibile pentru aplicațiile ARN. În mod obișnuit, o pereche de frecvențe este alocată unei aplicații, ceea ce înseamnă că aparatele de emisie ale aplicației trebuie să împartă transmisia și să recepționeze canalele. Astfel, pentru transmisiile vocale toate receptoarele sunt reglate la aceeași stație de emisie, iar utilizatorii răspund numai mesajelor direcționate către ei. Rețelele ARN au fost în primul rând utilizate în dispeceratele flotelor de taxi și autobuze.
O versiune mai sofisticată a acestei tehnologii este ESMR. Acest radio utilizează tehnologia digitală pentru a permite mai mulți utilizatori per canal și a furniza mai multe servicii utilizatorului. Serviciile bazate pe această tehnologie reprezintă o competiție majoră pentru serviciile de telefonie celulară în viitorul apropiat.
GSM
GSM clasic
GSM reprezintă comunicațiile de telefonie mobilă publică de generația a 2-a (2G). prima generație a fost reprezentată de sistemul de telefonie mobilă analogică. Din cauza greutății și dimensiunilor echipamentului mobil din prima generație, acestea erau folosite în principal în vehicule. GSM este un sistem pentru comunicații mobile și a fost destinat inițial telefoniei mobile, dar printr-o conexiune GSM pot fi transmise și date. De asemenea, poate fi folosit pentru transmisia de semnale scurte, prin SMS.
În telefonie, GSM este o rețea cu circuite comutate. Prin aceasta se înțelege că un canal de comunicații între doi abonați este stabilit și rămâne disponibil în mod continuu și exclusiv până la întreruperea conexiunii. Această conexiune poate fi folosită și pentru transmiterea de date.
În punctul de recepție, pachetele care sosesc sunt reconstruite pentru a forma mesajul de date original. În cazul transmisiei de date cu pachete comutate, capacitatea de transmisie disponibilă poate fi divizată flexibil între diverși utilizatori. Acest principiu este cunoscut sub numele de capacitate la cerere. Fiecare utilizator poate transmite date în orice moment, dacă este disponibilă capacitatea necesară, fără să fie nevoie să se stabilească o conexiune. Această procedură mai este numită și conectat permanent. Timpul necesar pentru transmiterea datelor depinde de capacitatea de transmisie disponibilă în rețea în momentul respectiv. În cazul în care există o capacitate de transmisie limitată, din cauză că un număr mare de utilizatori încearcă să transmită simultan, poate apare o întârziere mare sau transmisia de date poate deveni chiar imposibilă.
GSM este o rețea radio celulară construită cu stații de bază. Raza de acoperire a fiecărei stații de bază (celulă) nu este standard. Ea poate fi ajustată astfel încât să satisfacă capacitatea de transmisie necesară în zona respectivă. Raza minimă a celulei unei stații de bază GSM este de 500 metri, iar raza maximă este considerată, de obicei, a fi de 20 km. Terminalele mobile GSM au drepturi de acces la rețeaua GSM. Mobilitatea este realizată prin faptul că zonele de acoperire ale acestor celule se suprapun parțial, iar conexiunea cu terminalul GSM este transferată automat de la o stație de bază la alta. În unele țări, furnizorul de servicii GSM este obligat prin lege ca numărul și locațiile acestor stații de bază să fie implementate astfel încât rețeaua să asigure o acoperire națională. Cu toate acestea, în practică există un număr de zone radio “moarte”, în toate țările.
Pentru legătura în amonte (semnalul radio transmis de la un terminal la stația de bază) sunt folosite frecvențe între 890-915 MHz și 1710-1785 MHz (în Europa). Frecvențele în aval în Europa sunt 935-960 MHz și respectiv 1805-1880 MHz. O rețea radio GSM are o lățime de bandă a canalului de 200 kHz. Un canal radio este divizat în fante de timp (TDMA), astfel încât să poată fi stabilite 8 conexiuni (canale voce) simultane pe un singur canal radio.
SMS
Furnizorii GSM oferă și transfer de mesaje scurte. Pentru SMS nu este necesară stabilirea unei conexiuni, ca în cazul transmisiunii voce sau a datelor cu circuite comutate. Mesajele SMS sunt transferate ca pachete de date pe un canal de control GSM. Un mesaj SMS poate conține 160 caractere. Implementarea “Fazei 2+” a standardului GSM permite transmiterea a mai multe mesaje SMS (maxim 255) legate astfel încât să formeze un mesaj lung.
Mesajele SMS pot fi recepționate și transmise prin intermediul unui terminal mobil. SMS folosește capacitatea neutilizată a canalului de control GSM. Canalul de control este necesar pentru semnalele de operare din rețeaua GSM, cum ar fi stabilirea unor conexiuni sau localizarea terminalelor mobile. Prin urmare, capacitatea disponibilă într-o celulă pentru transmiterea de mesaje SMS nu este constantă. Pentru SMS viteza maximă de transmisie este de 600 biți/sec. Datorită faptului că serviciul SMS utilizează canalul de control, mesajele SMS pot fi schimbate și în timpul unei conexiuni voce.
Dacă un mesaj este transmis către un terminal GSM care nu este disponibil temporar, mesajul este memorat în rețea. Imediat ce terminalul adresat este conectat din nou în rețeaua GSM, mesajul este transmis către acesta. Există o opțiune ca emitentul să primească o confirmare de la destinatar că mesajul a ajuns la acesta. Pe lângă transmiterea de mesaje SMS adresate (unicast), există și posibilitatea emisiei în celulă, caz în care un mesaj este transmis către toate terminalele dintr-o anumită celulă GSM.
Nu există nici o garanție referitoare la timpul maxim necesar pentru transmiterea mesajului SMS. Timpul de transmitere a mesajului SMS variază în funcție de furnizor și depinde foarte mult de capacitatea disponibilă a rețelei și de numărul de mesaje SMS ce trebuie transmise. Majoritatea mesajelor SMS au nevoie de un timp cuprins între câteva secunde și câteva minute, pentru a ajunge la terminalul adresat. În situații excepționale, acest interval de timp poate depăși chiar și o oră. Furnizorii nu garantează că terminalele adresate vor primi întotdeauna mesajele SMS transmise către ele.
Trebuie remarcat că este destul de simplu să se realizeze un “serviciu de raportare automată” prin utilizarea SMS. Această facilitate este oferită în prezent de mai multe firme. După recepționarea unui mesaj SMS codat, terminalul care recepționează mesajul transmite un mesaj automat de răspuns (tot SMS) către emitent. Acest mesaj de răspuns poate conține un număr de informații referitoare la terminal/abonat, cum ar fi poziția, informații referitoare la încărcătură etc.
WAP
În prezent, GSM este utilizat pentru asigurarea de servicii WAP. Totuși, WAP este un protocol de transmisie și nu o interfață radio. Prin intermediul unui terminal portabil WAP, este posibilă o funcționalitate redusă de browser Internet, pentru schimbul de informații text și imagine. Site-urile Internet care oferă drepturi de acces pentru serviciile WAP trebuie să folosească un format special, WML. Un terminal WAP este echipat cu software WAP, identic din punct de vedere conceptual cu browser-ul web Internet standard. WAP prin rețeaua standard GSM este posibil, dar este foarte lent. Pentru obținerea unei viteze acceptabile a schimbului de informații, WAP trebuie combinat cu GPRS.
GPRS
GPRS trebuie privit ca o soluție intermediară între GSM de generația a 2-a GSM (2G) și cea de a treia generație de comunicații mobile UMTS (3G), de aceea GPRS este uneori asemănat cu o generație doi și jumătate (2, 5 G). GPRS reprezintă o soluție intermediară și “umple” golul imediat ce apare în fazele de dezvoltare a comunicațiilor mobile de date, până la apariția pe scară largă a UMTS și a caracteristicilor îmbunătățite oferite de acesta. În practică GPRS a fost adoptat de câțiva utilizatori ce preferă această facilitate în locul sistemelor UMTS mai costisitoare.
GPRS reprezintă o modalitate avansată de transmitere a datelor din interiorul standardului GSM, bazată pe tehnologii din Internet. Transmisia în pachete comutate a datelor este posibilă într-o rețea de tip GSM. Operatorii acestor rețele pot adapta structura lor la transmiterea datelor de tip GPRS. La ora actuală există numeroși operatori care asigură servicii GPRS.
În cazul GPRS, un utilizator oarecare este capabil să inițieze în orice moment o transmisie de date, similar internet-ului, fără a fi necesară inițializarea conexiunii. În acest mod, GPRS permite comunicarea de date oriunde în rețeaua GSM (always-on), fiind implicate pentru această operație unul sau mai multe canale radio (de 200 kHz). GPRS utilizează protocolul de tip IP pentru schimbul de date. În acest tip de protocol, informațiile sunt transmise sub formă de pachete de date iar partea receptoare se ocupă cu împachetarea datelor în forma inițială. În acest mod este posibil ca mai mulți utilizatori să utilizeze același canal de transmisie. Prin urmare, capacitatea disponibilă este mult mai bine utilizată în comparație cu cea oferită de rețelele comutate, cum sunt cele GSM. Alocarea capacității disponibile într-o celulă radio pentru terminalul GPRS se face în mod dinamic, conform principiului de “alocare a capacității la cerere”. Aceasta înseamnă că în practică, capacitatea alocată pentru o comunicație de date va fi redusă, dacă numărul de conexiuni pentru transmisia de voce și alte transmisii de date este ridicat. În implementările curente, viteza de transmitere a datelor este în mod tehnic de cca. 170 kbit/s. Cu toate acestea, maximul de viteză oferit utilizatorilor este mult mai scăzut, acesta fiind în practică mai degrabă în jurul a 30 kbit/s. Toți utilizatorii serviciului GPRS ce folosesc aceeași celulă împart între ei capacitatea disponibilă. De aceea, viteza de transmitere este aleatoare, reflectând încărcarea rețelei.
UMTS
UMTS reprezintă cea de a treia generație (3G) a comunicațiilor mobile cu caracter public. Sistemul permite accesul la servicii multimedia cum ar fi sunetele, imaginile, desenele și videoclipurile. Rețeaua radio UMTS, asemeni celei GSM, este de tip celular. Ea utilizează frecvențele cuprinse între 1885 la 2025 MHz și de la 2110 la 2200 MHz. În cadrul UMTS lărgimea de bandă a canalului este de 5 MHz. O diferență semnificativă față de GSM este unificarea a numeroase canale de abonat într-un singur canal radio. În cazul GSM, accesul multiplu cu diviziune în timp TDMA se aplică atunci când canalul este divizat în sloturi temporale. Se alocă fiecărui abonat câte un slot temporal pe toată durata conexiunii pentru fiecare cadru. Transferul de informație se face pe durata acestui slot temporal.
UMTS se bazează pe tehnologia DS-CDMA. Biții de informație ai unui canal al abonatului sunt schimbați via un cod unic cu spectru împrăștiat. Mai mulți utilizatori pot beneficia în comun de același canal radio UMTS. Separarea mutuală de canal este realizată prin intermediul acestui cod cu spectru împrăștiat. Utilizarea spectrului împrăștiat prezintă mai multe avantaje, cum ar fi sensibilitatea redusă la perturbații ale benzii sau managementul simplu al spectrului.
UMTS suportă următoarele servicii:
Voce;
Mesagerie (SMS, e-mail, mesaje difuzate și mesagerie de informare publică);
Date comutate (LAN de mică viteză, acces Internet, fax);
Servicii simetrice de date (video telefonie și conferință);
Servicii bazate pe transmiterea în pachet a datelor (LAN de viteză, acces intranet/Internet, aplicații interactive).
EDGE și E-GPRS: de la GSM la UMTS
În faza intermediară înainte de implementarea UMTS au mai fost dezvoltate două standarde (EDGE și E-GPRS). Aceste standarde pot fi implementate în cadrul rețelelor GSM clasice. Ele suportă viteze de transmitere a datelor superioare celor din rețelele standard GSM, dar inferioare celor din rețelele UMTS. Totuși este incert dacă aceste standarde se vor extinde sau se va lua decizia trecerii direct la UMTS.
EDGE, face parte tot din categoria „2,5G” și suportă viteze de transmitere a datelor mai ridicate decât cele din rețeaua GSM. E-GPRS (Enhanced GPRS) este încă o extindere a standardului GPRS. Combinația de EDGE și E-GPRS oferă utilizatorului o viteză de până la 384 kbit/s. EDGE utilizează o altă metodă de modulare, dar lucrează în cadrul spectrului de frecvențe alocat pentru GSM. De aceea, EDGE poate deveni o soluție alternativă pentru regularizarea capacității de transmisie în cadrul standardelor GSM. Cu toate acestea, EDGE și E-GPRS necesită utilizarea unui terminal deosebit de cele folosite în mod curent în rețele GSM sau UMTS.
TETRA – Comunicații mobile profesionale pentru grupuri închise de utilizatori
Privire generală asupra sistemului TETRA
TETRA reprezintă un standard de comunicații radio globale ce prezintă o mulțime de similarități cu GSM. În ambele situații se utilizează sisteme celulare pentru comunicații digitale de voce și date. Spre deosebire de rețeaua publică GSM, TETRA se concentrează în special pe suport al serviciilor speciale și al unor grupuri profesionale restrânse precum poliția, pompierii, ambulanțe, companii de transport etc. Rețelele de tip TETRA oferă suport profesional, redundanță și niveluri de prioritate pentru utilizatori în grup. În plus, rețelele moderne TETRA sunt implementate pe platforme IP, astfel încât este asigurată o compatibilitate de 100% cu rețelele terestre.
Fiind standardizată încă din 1994, TETRA este acum disponibilă în orice țară europeană pentru grupuri ne-guvernamentale de utilizatori. În cadrul unei rețele TETRA se pot defini grupuri închise de utilizatori. Se pot efectua atât comunicații între doi utilizatori, cât și între două grupuri.
Una din caracteristicile specifice ale TETRA este funcția dispecer. Un dispecer îndeplinește rolul central în cadrul comunicațiilor unei companii sau a unui grup. Dispecerul poate, opțional, să ia parte la toate conexiunile realizate (să asculte și să comunice). Este remarcabil faptul că în cazul TETRA este posibilă realizarea unei conexiuni fără suportul rețelei (al stațiilor de bază) – modul direct. O unitate TETRA poate de asemenea să funcționeze ca repetor între o stație de bază și un alt terminal, situat în afara acoperirii stației de bază. În acest caz, comunicație se desfășoară pe traseul stație de bază – repetor – utilizator final.
Caracteristici radio
Există trei benzi de frecvență alocate TETRA:
De la 380 la 390 MHz în combinație cu banda de la 390 la 400 MHz (exclusiv pentru servicii guvernamentale sensibile rețeaua C2000 pentru ordine publică și servicii de siguranță);
De la 451.3 la 455.74 MHz în combinație cu banda de la 461.3 la 465.64 MHz;
De la 870 la 876 MHz în combinație cu banda de la 915 la 921 MHz.
Facilități profesionale ale rețelelor TETRA
Sistemul TETRA permite comunicațiile între două sau mai multe terminale radio (voce și date) în afara zonei de acoperire a rețelei sau în eventualitatea unei defecțiuni a infrastructurii. Terminalele radio pot utiliza canale radio directe pentru recepționarea și realizarea de apeluri în grupul propriu și pot menține comunicația în caz de situații anormale sau în condiții speciale.
Modul direct asigură comunicații punct-la-multipunct fără nici un fel de comenzi sau instrucțiuni de la dispecer în zona unui același grup. Opțional, modul direct de comunicare poate fi folosit și în zona de acoperire a rețelei.
Opțiunea de radioreleu permite unei stații din cadrul zonei de acoperire a rețelei să fie folosită ca stație releu pentru o altă stație, situată în afara zonei de acoperire, utilizând modul direct. Prin utilizarea acestor stații limitrofe ca repetoare se extinde zona de acoperire a rețelei, în beneficiul stațiilor depărtate. Comunicațiile în modul direct nu sunt diferite, în sensul că ele realizează aceeași criptare conformă cu algoritmii stabiliți pentru rețea.
O cerință importantă este redundanța aranjamentelor de trunchi ale circuitelor de legătură, permițând rutarea traficului în cazul unor defecte de linie. În situație extremă, fiecare element al rețelei este capabil de operare singulară în caz de izolare completă.
Este necesar ca încă din faza de proiectare să se asigure premisa ca nodurile transmițătoare din rețea să nu afecteze performanța de ansamblu a rețelei. Arhitectura rețelei trebuie să fie tolerantă la defectări pentru a oferi posibilitatea de asigurare a unei bune redundanțe. Pentru a se obține această toleranță, toate modulele sunt redundante, chiar dublate, sau asigurând module de rezervă cu comutare automată.
Softul sistemului asigură supervizare automată a funcționării, chiar rutine de tip „watch-dog”, generarea automată a alarmelor, diagnosticarea defectelor și funcții de restabilire pentru ocolirea unui modul defect sau pentru rutare.
Rețeaua poate dispune de cel puțin un dispecer radio, ce poate opera, superviza sau administra funcționarea sau mentenanța întregii rețele. Administrarea tehnică a rețelei și administrarea operațională sunt funcții separate, dar rețeaua trebuie să acorde clientului toate drepturile administrative, mai ales în situații de criză. Dispecerul rețelei asigură administrarea operațională completă a acesteia, și cel puțin administrarea tehnică a terminalelor. Opțional, rețeaua va trebui să admită posibilitatea de a avea mai mulți dispeceri virtuali pentru anumite sub-rețele definite. În general, dispecerul principal (master) poate selecta și opera simultan (monitorizare vocală și de date) mai multe grupuri și poate reorganiza grupurile în timp real. Grupurile pot fi fixe sau asignate temporar, configurarea grupurilor fiind realizată de dispecerul principal. Grupurile temporare se configurează ușor, prin software, manual sau chiar automat, mai ales în situații critice (de exemplu, în cazul unui accident major, sistemul trebuie să asocieze automat grupul de intervenție – poliție, pompieri, ambulanță – și să dirijeze traficul spre alte direcții sau chiar să blocheze drumul care are probleme); grupurile inițiale vor fi configurate la loc în structura pre-setată inițial în mod automat sau manual, atunci când situația și-a găsit rezolvarea. În orice moment, o cerere de intervenție manuală are prioritate asupra deciziilor automate. Utilizatorii radio pot fi membri și pot vorbi în cadrul unuia sau mai multor grupuri. Abonatul va putea schimba grupul din care face parte, dar numai cu autorizarea dispecerului. Organizațiile au dreptul de a bloca sau specifica parametri, definiți în diagrama bloc de organizare sau în cele sub-organizaționale.
Sistemul TETRA suportă apelarea de urgență pe diferite niveluri de prioritate. Apelul de urgență va obține acces la un nivel de prioritate superior, atât la resursele radio cât și la cele ale rețelei. În caz că sosesc prea multe apeluri de urgență la un moment dat, în eventualitatea unor incidente majore sau alte motive de încărcare peste măsură a rețelei, sistemul va împărți resursele în mod automat în funcție de clasele de prioritate. Toți abonații radio au dreptul de a efectua apeluri de urgență, însă apelurile de urgență vor fi separate în clase de priorități, astfel încât să se permită utilizatorilor finali să facă diferența între urgențele reale (pentru entitatea proprie) și un mesaj de anunțare a dispecerului. Un apel de urgență este rutat în mod automat către grupul propriu sau către dispecerul grupului și dacă este necesar, dispecerul va transmite apelul de urgență către alte grupuri. Toți utilizatorii finali sunt capabili să efectueze rutarea apelurilor de urgență direct către numărul național 112. Rețeaua este astfel structurată pentru a avea suficiente resurse pentru apelurile de urgență în orice situație s-ar ivi și nici un utilizator sau grup de utilizatori nu va avea un nivel de prioritate mai mare decât apelurile de urgență. Conform acestor reglementări, standardul TETRA specifică forma pentru capacitatea de comutare a rețelei în dependență cu numărul de utilizatori. O situație favorabilă este creată și prin posibilitatea ca terminalul mobil să poată fi telecomandat de către dispecer pentru a transmite vocea fără intervenția manuală a utilizatorului (deci fără acționare PTT) și transmisia să înceteze atunci când decide dispecerul.
Standardul TETRA definește niveluri de prioritate pentru fiecare utilizator terminal și fiecare abonat radio. De asemenea, software-ul de rețea va fi capabil să asigure prioritate pentru grupuri și sistemul va trebui să poată avea acces la cel mai înalt nivel de prioritate din rețeaua de telecomunicații (stratul fizic). Domeniul de priorități pentru abonați individuali sau grupuri de abonați trebuie stabilit de dispecerul principal și poate fi schimbat în conformitate cu domeniul de evenimente însă numai pe baza unei decizii la nivel central și pe baza unei solicitări. Apelurile de urgență vor avea nivelul de prioritate cel mai ridicat, independent de identitatea abonatului, însă acest lucru se va desfășura în conformitate cu regulile de urgență stabilite de centrul de coordonare. Dacă este necesar, resursele rețelei pot fi eliberate pentru efectuarea de transmisii de urgență chiar dacă acest lucru înseamnă deranjarea altor convorbiri în desfășurare.
Ca și în cazul comunicațiilor de voce (mai ales în apelurile de tip conferință), transporturile publice au nevoie de comunicații de tip text, în general inițiate de dispecer și destinate terminalelor mobile.
Securitatea comunicațiilor radio funcționează cu cele mai avansate metode de criptare și de autentificare. Conform acestor specificații, rețeaua radio transmite numai date criptate, folosind o cheie de criptare diferită de la un terminal la altul. Cheia de criptare este sigură, în sensul că ea nu va fi recunoscută decât de terminalul și de infrastructura și nu va fi niciodată transmisă prin radio (pentru a nu fi interceptată). Utilizatorii nu au acces la cheia de criptare (sau la tabel), indiferent de nivelul la care au acces. Rețeaua radio se poate împărți între mai mulți utilizatori pentru a crea o rețea virtuală privată (VPN). Din motive de siguranță, drepturile acestor rețele de tip VPN vor fi stabilite de către dispecerul principal, care va îndeplini și rolul de administrator al acestora. Sistemul va trebui să asigure transmisie de date și servicii, full-duplex, criptat, sigur, rapid și fiabil, folosind diferite protocoale și aplicații de date, inclusiv mesaje de stare, servicii scurte de date și comunicații IP.
Terminalele radio profesionale au o facilitate care informează periodic dispecerul, în mod automat sau la cerere, asupra stării sistemului. Opțional, unele terminale TETRA pot transmite și informații de poziție GPS. Trimiterea acestor mesaje de stare se face în fundal. Procesul este complet transparent pentru utilizator și nu deranjează în nici un fel comunicațiile normale. În scopul creșterii vitezei și fiabilității, mesajul de stare este predefinit și poate fi asociat cu text sau parametri. Mesajul de stare poate fi rutat către dispecerul central, dispecerul de grup sau administratorul grupului, însă toate mesajele vor fi stocate în arhive și localizate în serverul central din dispeceratul principal.
MOBITEX
Mobitex este un concept de rețea, care are la bază o platformă Ericsson și oferă o aplicație mobilă pe distanță scurtă și medie.
Figura 3.51. Arhitectura MOBITEX [WW23]
Legenda:
Sistemul asigură o rețea care lucrează în mod paging, asigurând o aplicație excelentă pentru soluții cu buget scăzut. Conceptul Mobitex este de a asigura managementul unei rețele de date care să lucreze în mod multipunct-la-punct, iar terminalul mobil este doar un receptor care lucrează în modul paging. Terminalul mobil este echipat cu un ecran pe care sunt afișate ordinele și instrucțiunile de la centrul de control.
Mobitex este un standard deschis, disponibil tuturor și administrat de Asociația Operatorilor Mobitex. În prezent este disponibil pe banda VHF și pe benzile de 400, 800 și 900 MHz, dar cum toate rețelele se bazează pe exact aceleași specificații, aplicațiile rulează pe orice rețea de date.
Principalul avantaj al acestui standard este acela că oferă un serviciu de informare în timp real și are terminale suficient de simple ca să poată fi operate de personal cu un grad minim de instruire. Dar sistemul poate oferi numai un serviciu informativ, iar pentru răspuns, operatorii de teren trebuie să aibă un alt sistem de transmisie (de obicei PMR).
Sisteme speciale radio și sisteme pentru distanțe scurte
Anumite sisteme radio sau rețele radio suportă un anumit tip de aplicație sau chiar sunt dedicate unui anumit grup-țintă. Acest capitol subliniază asemenea sisteme radio speciale, cu selecție specială pentru aplicații de transport și management trafic. Sistemele DSRC, DECT, WLAN, Bluetooth sunt realizate în special pentru aplicații de casă sau în cadrul organizatoric al unei întreprinderi. Cu toate acestea, sistemele menționate se pot utiliza și în exterior, pentru aplicații de transport și management de trafic.
DSRC
DSRC reprezintă un standard de comunicații dezvoltat în Europa, SUA și Japonia pentru sprijinul sistemelor de tip ITS. Comunicațiile dedicate pe rază scurtă (DSRC) sunt realizate de dispozitive de comunicație pe rază scurtă, capabile să transfere date cu viteză mare, prin interfață aeriană, între vehicule în mișcare sau staționare și dispozitive în mod normal staționare, care sunt ori montate pe structuri de-a lungul drumului, ori de tip hand-held.
DSRC este potrivit pentru comunicații pe o rază limitată, de cca. 30 m. Aplicațiile sunt în special în domeniul traficului rutier, pentru comunicații între așa-numitul RSE și OBE. RSE sunt radiobalize amplasate deasupra sau de-a lungul drumului. OBE-urile sunt de dimensiuni reduse și reprezintă unități instalate în vehicule, trailere sau containere. DSRC suportă comunicații bidirecționale în mod half-duplex, pentru care RSE controlează conexiunea, dar nu este suportat de mediul radio și de aceea, până acum singurul mediu utilizat este radiația infraroșie. Pentru aplicații simple, cum ar fi colectarea automată a taxelor, OBE poate fi de tip pseudo-pasiv dacă este instalat în spatele parbrizului unui vehicul. Acest tip de OBE nu generează semnale radio în mod independent, energia pentru realizarea răspunsului obținându-se din semnalul provenit de la RSE. Energia recepționată este suficientă pentru realizarea temporară a unei legături de viteză ridicată.
Standardul DSRC descrie în mod exclusiv sistemele de comunicații între echipamentele laterale și vehicule. Nu conține descrierea structurii rețelei și a protocoalelor de date pentru interconexiunile dintre diferite RSE-uri. Responsabilitatea pentru acestea revine administratorului drumului – asigurarea unei rețele între RSE-uri și echipamentele centrale de procesare.
Lățimea de bandă a unui canal radio DSRC este de 3 MHz iar modulația este de tip MA binar. Datorită bătăii foarte reduse a DSRC și pentru că antenele utilizate sunt de tip direcțional (small bundle), frecvențele identice pot fi reutilizate după distanțe scurte (câteva sute de metri).
Arhitectura ITS reclamă utilizarea sistemelor DSRC în acele aplicații specifice care necesită o strânsă interacțiune fizică între vehicule și infrastructura de la marginea drumului, cum ar fi colectarea taxelor, autorizarea electronică a vehiculelor comerciale, inspecțiile de siguranță etc. Totuși, sistemul DSRC este considerat inadecvat în cazul unor aplicații ca indicarea traseelor optime, care pot fi mai eficient deservite de comunicațiile ITS de arie largă. Din cauza caracterului dedicat și a razei de acțiune limitate a sistemelor DSRC, costurile implementării DSRC vor trebui amortizate de aplicațiile ITS pe care le deservește, inclusiv investiții publice sau private.
Au fost identificate următoarele aplicații care pot beneficia de tehnologia DSRC ca principal mecanism și tehnică de comunicație:
Plata electronică a taxelor și a parcării
Operații cu vehicule comerciale
Autorizarea la granița internațională
Autorizarea electronică
Inspecția de siguranță
Identificarea automată a echipamentului și managementul transportului de marfă
Verificarea off-line
Operațiuni cu vehicule de tranzit și urgență
Managementul parcului de mașini
Folosirea vehiculelor ca sonde, pentru obținerea timpilor de legătură
Informarea la bordul vehiculului
Evitarea coliziunilor în intersecții și sisteme automate de autostradă
Aplicații comerciale
Avertizări de siguranță în intersecții
DECT
DECT este un standard pentru comunicații specializat pentru telefonia fără fir în interiorul clădirilor sau pe terenurile companiilor. Raza de acoperire pentru celula DECT este de maxim 300 m. În interiorul clădirilor acoperirea se reduce la câteva zeci de metri.
Frecvența alocată pentru sisteme DECT nu necesită licențe. În consecință, oricine poate instala sistemul DECT în orice amplasament. În tehnologia DECT au fost adoptate anumite măsuri pentru reducerea interferenței între diferitele stații de bază și terminale. De aceea, șansele de perturbare reciprocă sunt relativ reduse. Cu toate acestea, datorită inexistenței necesității de a obține o licență, nu există o garanție absolută privind acest lucru. DECT este utilizabilă și în modul mobil, însă viteza de relocare nu o depășește pe cea a mersului pe jos, de cca. 10 km/h. O arie de acoperire mai mare se poate realiza prin interconectarea mai multor stații de bază DECT. DECT suportă roaming-ul, transferul conexiunii între stații de bază. Caracteristicile semnalelor radio pentru DECT sunt următoarele:
Frecvența: 1880 -1900 MHz;
Numărul de canale radio: 10;
Canal radio: 1.728 MHz
Viteza pe canalul radio: 1152 kbit/s
Diviziune: 24 sloturi temporale (12 utilizatori pe frecvența canalului);
Modulație: GFSK/ADPCM;
Viteza date utilizator: 16 kbit/s (sau multiplu de acesta);
Acces: TDMA/FDMA;
Duplexare: TDD
DECT este în primul rând un sistem de telefonie fără fir, un sistem pentru transferul convorbirilor telefonice între un receptor „portabil” și o stație de bază. Se poate implementa un mod simplu de transmitere a datelor. Viteza pentru un canal este de 6kbps. Canalele de bază sunt combinate în mod ușor pentru a crește capacitatea unui canal de abonat la capacitatea specifică ISDN, 2 x 64 kbps sau superioară. O conexiune DECT recunoaște codarea fiabilă a informației.
WLAN
Pentru a realiza mobilitate și flexibilitate, cum ar fi extensia unei rețele cablate de calculatoare, se face apel tot mai mult la rețelele wireless locale: wireless LAN (WLAN). Există la ora actuală un număr de standarde pentru alegerea acestor sisteme; printre acestea se numără cel american IEEE 802.11 și cel european HIPERLAN.
Se obișnuiește interconectarea diferitelor calculatoare și a facilităților pentru acestea (imprimate, bancuri de stocare a datelor) în rețele locale LAN – Local Area Network. Fiecare aspect (conexiunea fizică, semnalele folosite, protocoalele de transmisie) pentru aceste rețele sunt standardizate astfel încât este necesar un efort minim pentru conectarea diferitelor entități. Până în prezent se obișnuia realizarea conexiunilor fizice între unități pe baza cablării rețelelor cu cablu „în perechi răsucite” sau cablu coaxial. Aceste rețele cablate cu fir sunt mai mult sau mai puțin staționare. În prezent notebook-urile sau PDA-urile (asistenții personali digitali) operează în locații care nu sunt fixe și necesită un acces flexibil la rețea. O rețea cablată cu fire nu asigură mobilitatea necesară și flexibilitate. Din aceste motive, din ce în ce mai mult începe să prindă contur realizarea de sisteme în rețea LAN fără conexiuni fizice. Pentru aceste rețele se oferă un nivel de mobilitate limitat.
Structura unei rețele WLAN se poate modifica în mod flexibil pentru a rezolva toate cerințele. Cea mai simplă formă a unei rețele o reprezintă interconectarea a două calculatoare, în care va avea loc o comunicație „ad-hoc” între ele. Pentru situații mai complexe se utilizează cuplarea calculatoarelor într-o rețea cu concept celular. Acest lucru implică faptul că transmisia de date între calculatoare are loc în mod administrat și prin intermediul unei stații de bază (Access point). Pentru a asigura acoperirea unor arii mai largi sunt necesare mai multe celule. Acest tip de conexiune între diferitele stații de bază poate fi realizat via o rețea existentă (ordinară LAN) sau via o rețea wireless. Standardul WLAN suportă mobilitatea utilizatorilor: participanții pot avea acces la diferitele access points (puncte de acces) prin roaming. Totuși mobilitatea este limitată, conexiunea fiind menținută atât timp cât utilizatorul se mișcă relativ încet (10 km/h).
În cadrul sistemelor WLAN sunt aplicate anumite tehnici pentru a asigura imunitatea la perturbații: FHSS și DSSS. În cadrul FHSS frecvențele sunt schimbate în mod periodic și se face saltul între diferitele canale din spectru. La DSSS se folosește un sistem de codare unic pentru dispersia informației pe un spectru extrem de larg de frecvențe. Ambele metode dau rezultate mai bune în condiții de perturbații electromagnetice și contribuie la anonimatul (adresele expeditorului și destinatarului) și imunitatea la interceptarea neautorizată.
Sistemele WLAN, bazate pe standardul IEEE 802.11 asigură prin conexiune radio o viteză maximă de transfer a datelor de 54 Mbps. Rata efectivă de transmitere a datelor per terminal este relativ modestă. Aceasta deoarece este necesară repetarea și capacitatea disponibilă pe unitate a canalului radio este dependentă de solicitarea curentă privind conectarea altor celule care operează în rețeaua WLAN. În mod tipic, în absența altor unități care să comunice în interiorul unei celule, rata efectivă de transfer între unități este de 10 Mbps.
În plus față de frecvențele din banda de 2.4 GHz, există și sisteme WLAN disponibile pentru frecvențe în jurul a 5.8 GHz. Cu aceste sisteme WLAN, pe baza standardului HIPERLAN sunt posibil de atins viteze de transfer mai ridicate. Modulația HIPERLAN este de tip OFDM, iar lățimea de bandă este de 20 MHz. De asemenea, standardele se dezvoltă în continuare, iar în IEEE pentru WLAN se lucrează la banda de 5 GHz. Este posibil ca în viitor aceste sisteme să opereze în aceleași benzi de frecvențe cu echipamentul HIPERLAN.
Wi-Fi
"Wi-Fi", reprezintă o marcă înregistrată a Wi-Fi Alliance, care utilizează standardul IEEE 802.11b, o versiune specială de WLAN, care a fost descris în paragraful precedent. Rețeaua Wi-Fi lucrează prin intermediul așa-numitelor access-points (puncte de acces), care se conectează la linii de mare viteză în rețeaua de date și la Internet. Mai multe calculatoare notebook de generație mai nouă și alte dispozitive, precum Pocket PC sunt echipate cu antene încorporate pentru Wi-Fi și software corespunzător. Ca rezultat, numai prin selectarea câtorva opțiuni din acest soft se poate realiza conexiunea pe baza semnalelor radio Wi-Fi. De fapt, majoritatea programelor software pentru Wi-Fi permit căutarea automată a rețelelor Wi-Fi în locația în care se află clientul.
Wi-Fi este proiectată să transmită datele prin intermediul unei porțiuni fără fir a rețelei la viteze foarte ridicate, care ating cu ușurință domeniul megabiților pe secundă. Aceste viteze ridicate în domeniul conexiunilor Wi-Fi sunt guvernate de mai mulți factori, incluzând: numărul de utilizatori activi care folosesc un singur punct de acces, distanța de operare față de punctul de acces, orice obstrucții care blochează semnalul, precum și viteza liniei cablate care conectează mai departe punctul de acces. În general, semnalele Wi-Fi se transmit relativ bine prin sticlă și mai multe tipuri de pereți, însă nu se propagă bine prin metal, beton sau clădiri.
Termenul „hotspot” a devenit popular, el referindu-se la o locație punct de acces disponibilă într-un loc public, altul decât acasă sau la serviciu. În general, hotspot-urile și toate punctele de acces Wi-Fi au o rază limitată de acțiune, de ordinul a 100 m sau chiar mai puțin, fără obstrucții. Noile tehnologii și utilizarea punctelor de acces multiple vor face posibilă extinderea razei de acoperire a semnalelor în mai multe locuri, în viitor. Hotspot-urile pot fi cu acces liber (Freespots) sau numai pentru anumiți utilizatori. Hotspot-urile nu asigură nici un fel de securitate. Aceste facilități nu sunt utilizate, tocmai pentru a permite accesul larg al utilizatorilor la punctul de acces.
Bluetooth
Bluetooth reprezintă o tehnologie dezvoltată recent pentru transmisia de date pe distanțe scurte. Ea are ca scop să pună capăt necesității de a interconecta diferitele periferice ale calculatoarelor cu ajutorul cablurilor: cablul de interconectare a tastaturii, mouse-ului, imprimantei etc. Bluetooth este de asemenea indicat pentru conectarea mai multor calculatoare între ele. Poate fi folosit și pentru aplicații de genul telefonie fără fir, conexiunea dintre echipamentele de reproducere a sunetului și echipamentele radio, plata electronică în parcări, transportul public, cumpărături sau controlul accesului.
Standardul Bluetooth (IEEE 803.15) conține descrierea tuturor problemelor legate de schimbul de date, în speță interfața radio, protocoalele de transmisie, și caracteristicile semnalelor. Fiecare rețea Bluetooth transmite confirmarea unui echipament „master” și a unuia până la șapte „slaves”. Fiecare unitate are o adresă unică de 12 biți. Unitatea „master” controlează accesul și transmisiile interne.
În Bluetooth puterea de transmisie este divizată în clase. Clasa 3 are puterea maximă de emisie de 100 mW (acoperire cca 100 m) și pentru clasa 2 puterea de transmisie este de numai 2.5 mW (acoperire cca 1 m). Bluetooth suportă și mobilitate restrânsă. În zona de acoperire a unei stații „stăpân”, legătura este menținută dacă mobilul se mișcă încet.
Interfața radio a Bluetooth utilizează saltul de frecvențe pe toată întinderea benzii ISM (79 canale). Un canal radio are o lățime de bandă de 1 MHz și este folosit pentru uplink și pentru downlink (TDD).
Capacitatea unei conexiuni Bluetooth nu este în mod neapărat necesar divizată simetric între uplink și downlink. În cazul unei diviziuni simetrice, viteza de transmitere a datelor pentru fiecare direcție de transmitere este de 432.6 kbps. În cazul unei diviziuni asimetrice, viteza maximă în cadrul unei direcții de transmitere este de 721 kbps, iar în cealaltă este de 57.6 kbps.
Schimbul de informații se face în pachete de date. Asemănător WLAN, schimbul de informații fără erori se desfășoară pe baza repetării mesajelor care au fost transmise eronat (ARQ). Informațiile pot fi protejate împotriva interceptării ilegale pe baza utilizării de chei de criptare.
IrDA
Infrared Data Association este un standard susținut de o organizație internațională care dezvoltă și încurajează interconectarea dispozitivelor dotate cu acest standard la costuri minime. IrDA se bazează pe un set de protocoale pentru toate nivelurile de transfer ale datelor. De obicei acest mod de conectare este utilizat pentru a furniza conectivitate wireless pentru dispozitive care ar putea fi normal conectate direct prin cablu.
100nm 380nm 780nm 100µm
Figura 3.52. Spectrul radiațiilor luminoase
IrDa este o transmisie standard “ad-hoc”, punct la punct și “de unghi îngust” (maxim un pivot de 30 grade), utilizată de obicei pe distanțe mai mici de 1m, capabilă de viteze de transfer al datelor între 9600bps și 16Mbps.
Date tehnice:
acoperire: de la punctul de contact până la 1m; este posibil în unele variante de implementare să existe o acoperire de până la 2m. Versiunile de mică putere reduc aria de acoperire de la punctul de contact la 20 cm pentru dispozitivele cu emisie mică IrDA și până la 30 cm pentru dispozitivele de mică putere. Aceste tipuri de aplicații reduc consumul de putere cu un factor de 10%.
viteza de transmisie a datelor între 9600bps și 4Mbps.
pachetele de date sunt protejate utilizând CRC (CRC-16 pentru viteze până la 1.152Mbps și CRC-32 pentru 4Mbps).
Clasificarea conexiunilor în IR se face după următoarele criterii:
Din punct de vedere al gradului de direcționare dintre emițător și receptor:
Directe – când emițătorul și receptorul sunt situate pe aceeași direcție;
Indirecte – când emițătorul și receptorul nu sunt aliniate, dar au un unghi mare de cuprindere;
Mixte – sunt combinate cele două metode de mai sus.
Din punct de vedere al căii de vizibilitate optică dintre emițător și receptor:
Line of sight (Linie vizuală) – semnalul este transmis doar dacă între emițător și receptor este o vedere clară, neblocată;
Scatter (Împrăștiată) – semnalul este deviat de tavan și pereți prin reflexia luminii infraroșii;
Reflective (Reflexivă) – semnalul este transmis unui transceiver (emițător-receptor) optic și este redirecționat către receptor.
NTCIP
Protocolul NTCIP a fost inițial conceput ca o extensie a standardului NEMA TS-2, folosit în comunicațiile controlului de trafic. Producătorii echipamentului de control al traficului NEMA au recunoscut că pentru o bună compatibilitate hardware, standardul a trebuit să rezolve problemele complexe ale interoperabilității sistemelor și ale standardelor de comunicații.
Pentru ca ITS să devină realitate, toate componentele care alcătuiesc comunitatea de monitorizare și control a traficului și transportului trebuie să poată comunica printr-un limbaj comun sau, cel puțin, inteligibil. Cuvintele care sunt “pronunțate” trebuie să aibă un înțeles clar și neechivoc pentru toată lumea. Participanții la dezvoltarea NTCIP au început prin a defini un limbaj pentru reglarea traficului și l-au extins pentru a include și Centrele de Management al Traficului (TCM). Ulterior a fost diversificat, rezultând un set deschis de protocoale care să facă față diverselor cerințe ale ITS.
Figura 3.53. Tipuri de conexiuni în infraroșu
Această deschidere este realizată prin înglobarea caracteristicilor câtorva standarde de comunicație internaționale existente, stabilite de ISO, ITU-T și de IETF. Aceste standarde se calează pe modelul OSI, care se ocupă de modul în care se transmite informația prin diferitele niveluri de prelucrare, într-un sistem deschis. Pentru a simplifica, modelul OSI împarte aspectele comunicațiilor în șapte niveluri de funcții discrete. Fiecare nivel este construit pe cel precedent. Cele șapte niveluri sunt redate în figura următoare.
Figura 3.54. Nivelurile OSI
Aceste șapte niveluri pot fi privite ca formând două grupuri de funcționalitate pentru a sprijini comunicația deschisă. Primul grup (nivelurile 1-4) este responsabil cu transportul datelor, în timp ce grupul al doilea (nivelurile 5-7) este responsabil cu prelucrarea datelor.
Profilurile de clasă definite în cadrul NTCIP sunt:
A – fără conectare
B – central direct în teren
C – orientat pe conexiune
D – dial-up
E – centru la centru
F – centru la centru alternativ
NTCIP acoperă multe tipuri diferite de comunicație. Flexibilitatea protocolului NTCIP, obținută prin implementarea modelului de referință OSI, permite extinderea la protocoale de comunicație pe diferite niveluri ale modelului OSI. Interoperabilitatea este asigurată prin interfețe definite, pe care protocoalele de nivel le-au adoptat.
TCIP
TCIP reprezintă o platformă de dezvoltare de standarde care constă dintr-o suită de standarde și seturi de mesaje de date. Scopul principal al standardul TCIP este definirea interfețelor pentru fluxul de date atât în cazul aplicațiilor legate de tranzit, cât și în cel al arhitecturii naționale ITS. Interfețele aplicațiilor legate de tranzit includ specificațiile cuprinse în standardele GIS, APTS, NTCIP și DSRC.
TCIP a fost creat cu scopul de a dezvolta zona de management a informației din standardul NTCIP cu informații legate de tranzit și formate de mesaje care să faciliteze schimbul de informații de tranzit între centrele operaționale, vehiculele de tranzit și infrastructură. TCIP furnizează Profile de Clasă NTCIP suplimentare sau subseturi ale Profilelor de Clasă existente, și punțile necesare pentru transferul informației de la sistemele de tranzit vechi, la sisteme avansate de informare, dezvoltate conform Arhitecturii Naționale ITS. Totuși, ținta principală a protocolului TCIP este dezvoltarea formatelor de mesaje care să permită schimbul de informații de tranzit într-o manieră standardizată.
Concluzii
în funcție de aplicațiile implementate există mai multe tipuri de sisteme de semnalizare, încadrate în două categorii: statice și dinamice;
sistemele de detecție a traficului trebuie selectate în funcție de parametrii care se dorește a fi monitorizați;
detectorii de trafic instalați în carosabil prezintă de cele mai multe ori avantajul unui preț redus, dar și numărul de parametri detectați este în general redus;
camerele video reprezintă varianta completă de detecție a vehiculelor incluzând și posibilitatea identificării numerelor de înmatriculare, dar costurile software-urilor aferente sunt destul de mari;
comunicațiile de date reprezintă un element esențial în dirijarea traficului;
tipul de comunicație utilizat depinde de aplicația care se implementează.
Contribuții personale
a fost realizată o sistematizare a informațiilor existente din cele trei domenii:
sisteme de semnalizare
sisteme de detecție – include și o prezentare a avantajelor și dezavantajelor acestora, precum și o comparație între diferite variante de detecție a vehiculelor. Este inclus în prezentare și ultimul tip de detectori existenți la data scrierii lucrării, detectorii cu triplă tehnologie
tehnologii de comunicație – utilizate în diverse categorii de aplicații din domeniul transporturilor rutiere.
Instrumente software pentru managementul traficului
Modelarea fluxurilor de trafic urban reprezintă o componentă importantă a managementului traficului care se realizează, de obicei, cu ajutorul unor programe informatice. Analiza ar trebui să aibă ca rezultate evaluarea capacității intersecțiilor, a rețelelor de drumuri și determinarea punctelor în care apar congestii. Soluțiile propuse vizează modificarea timpilor de semaforizare sau schimbări în geometria drumurilor.
Modelele sunt create pe baza rețelei existente de drumuri și a datelor reale de trafic. Rețeaua de drumuri poate fi desenată manual, preluată de la alte programe specializate sau extrasă din fișiere imagine. Datele de trafic sunt obținute sau prin numărare manuală sau, acolo unde există, cu ajutorul detectorilor de trafic.
Analizele pot fi efectuate pentru a evalua starea actuală a rețelei de drumuri, a încerca găsirea de soluții sau a evidenția efectele pe care le pot avea potențiale modificări ale semafoarelor sau ale geometriei drumului (prin schimbarea parametrilor de intrare ai programelor de modelare/simulare).
Realizarea și analiza modelelor de trafic se efectuează pe mai multe niveluri, pornind de la nivelul static al unei singure intersecții, în care sunt afișate rezultatele referitoare la timpii optimi de semaforizare, nivelul de serviciu al intersecției etc. sub formă de valori numerice și până la nivelul dinamic al rețelei, în care este analizată întreaga rețea de drumuri și rezultatele referitoare la cozile de vehicule și congestiile care se produc pot fi afișate 4D, prin simularea mersului unui vehicul între două puncte ale rețelei, utilizatorul fiind situat pe locul șoferului.
Modelarea matematică a traficului
Termenul de „model matematic de trafic” se referă la un model care descrie desfășurarea traficului într-o rețea dată, dependent de anumite caracteristici specifice ale acestuia.
Determinările de trafic reale se pot face prin mai multe metode, însă este bine ca ele să fie efectuate cel puțin în orele de vârf, pentru a „capta” problemele cele mai importante cu care se confruntă rețeaua de drumuri și de a putea evalua capacitatea acesteia de a suporta cererea de trafic.
Datele de trafic, cu cât sunt mai reale, cu atât ajută mai mult la realizarea încă din faza de proiectare a unor soluții de optimizare efective, în beneficiul tuturor utilizatorilor rețelelor de drumuri. Pentru modelare traficului este obligatoriu să se aibă în vedere următoarele tipuri de informații:
Tabelul 4.1 – Structura informațiilor necesare pentru optimizarea prin microsimulare a traficului rutier urban
Modele de evaluare statice
Modelarea statică reprezintă o metodă clasică de modelare a traficului. Primele modele de transport dezvoltate au fost din această categorie. În anii `60, când calculatoarele de-abia apăruseră pe piață, a devenit posibil calculul fluxurilor de trafic în rețelele de străzi. Ca prim pas în aceste procese se realiza modelarea logică statică. Tehnica de modelare este reprezentată de procesul de alocare a unor durate de călătorie în una sau mai multe matrici de tip origine-destinație (OD) rutelor corespunzătoare din rețea, având ca rezultat obținerea de fluxuri pe rețea. Procesul de evaluare este utilizat pentru și obținerea unui număr de indicatori, nu numai a fluxurilor de trafic. Principalele obiective ale acestei evaluări sunt:
Obținerea unei imagini de ansamblu a desfășurării traficului pe întreaga rețea;
Estimarea costurilor (reprezentate ca durate de călătorie) deplasării de la un nod la altul al rețelei sau de la o zonă la alta;
Obținerea densităților de trafic pe diferitele legături și evaluarea legăturilor congestionate;
Estimarea rutelor utilizate pentru fiecare pereche origine-destinație;
Analiza perechilor origine-destinație ce utilizează anumite rute particulare.
Metodele de analiză statică sunt în general de timp, având ora ca element de bază: prin urmare, matricea origini-destinații conține duratele de călătorie exprimate în ore la intervalele de vârf ale traficului. Capacitățile rețelei sunt exprimate ca număr de vehicule pe oră. Ca rezultat, fluxurile estimate de această matrice sunt fluxuri medii orare.
Prin urmare, cu ajutorul metodei statice de evaluare a traficului nu este posibil să se urmărească evoluțiile instantanee ale traficului în interiorul intervalelor orare. Metoda este în special utilizată pentru aplicarea studiilor și politicilor pe termen lung.
Presupunerea care se face în cadrul acestei metode este aceea că în alegerea rutelor între punctele origine-destinație, conducătorii de vehicule se bazează pe costurile cele mai reduse la nivelul percepției individuale. La rândul lor, costurile pot fi divizate fie în costuri monetare, fie în costuri de timp. La modul general, există trei tipuri de evaluări statice care se bazează pe această presupunere:
Evaluarea de tip „tot sau nimic”: cea mai simplă metodă și alegerea cea mai simplă a rutei. Se presupune inițial că nu există congestii de trafic și că toți conducătorii de vehicule au aceleași atribute pentru alegerea rutei. Conducătorii de vehicule au ponderi egale și sunt percepuți identic. Absența congestiilor de trafic se traduce prin faptul că pentru fiecare legătură costurile sunt fixate și de aceea, de ex. de la A la B toți conducătorii de vehicule vor alege aceeași rută. Această rută va fi întotdeauna ruta cu costurile cele mai reduse pentru a călători de la A la B.
Evaluarea de tip „echilibrarea utilizatorilor”: atunci când calculul fluxurilor de trafic pe o legătură va deveni aproximativ egal sau va depăși capacitatea legăturii, vitezele vehiculelor atinse pe această legătură vor scădea. Rezultatul este creșterea duratelor de călătorie pe această legătură: acest efect se numește restrângerea capacității de trafic. Datorită duratei crescute de călătorie pe un set de legături ale rețelei, ruta între origine și destinație nu mai are capacitatea de a oferi costurile minime. În acest moment pot deveni interesante din acest punct de vedere alte rute, numai dacă nu toți conducătorii de vehicule aleg aceste rute. Restrângerea capacității poate fi utilizată ca mijloc de împrăștiere a fluxurilor de trafic pe o rețea. Echilibrul utilizatorilor se atinge atunci când pentru întreg fluxul de trafic au fost alese rute alternative, astfel încât orice utilizator poate să își reducă costurile călătoriei prin schimbarea traseului pe rute alternative. Echilibrul acesta mai este cunoscut și sub denumirea de „Primul principiu al lui Wardrop”. Ca rezultat, toate rutele dintre punctele A și B au costuri de călătorie egale, iar toate rutele neutilizate au costuri mai mari. Evaluarea de tip Echilibrarea Utilizatorilor ține cont de influența congestiilor de trafic.
Evaluarea de tip „stochastic”: reprezintă o revenire a metodei Echilibrului utilizatorilor, în care se presupune că toți conducătorii de vehicule au aceleași informații și sunt egali, în timp ce în realitate aceștia vor lua decizii ușor diferite bazate pe percepții ușor diferite. Cu ajutorul metodelor stocastice această problemă poate fi rezolvată, cu toate că nevoia de a alege o a doua rută optimă introduce un nou set de probleme. O altă proprietate a metodelor stocastice este aceea că la fiecare calcul efectuat, rezultatele modelării vor diferi într-o oarecare măsură. Aceasta presupune rularea unui număr mare de modelări pentru a obține rezultate semnificative. În ultimii ani, popularitatea acestei metode se pare că este în descreștere.
Modelele statice oferă următoarele tipuri de rezultate:
Matricea origini-destinații cu costuri/distanțe/durate de călătorie;
Fluxuri de trafic pe legături sau pe rute;
Viteze de deplasare pe legături/rute (cu toate acestea, în practică, modelele statice sunt rareori calibrate pe viteze);
Rutele alese per pereche origine-destinație;
Utilizarea legăturilor de anumite perechi origine-destinație;
Rezultate combinate (numărul total de kilometri călătoriți pe rețea, timp total de călătorie pe rețea etc.)
Modele de evaluare dinamice
Modelarea dinamică – metodele de evaluare dinamică a traficului au fost dezvoltate ca evoluție a evaluării „tradiționale” de tip static. Modelele dinamice pot fi utilizate pentru a produce previziuni de trafic privind modul de evoluție a acestuia, variațiile de trafic, și variațiile nivelurilor de congestie. Asemenea modele pot fi utilizate cu succes pentru a reprezenta fluxurile de trafic pentru a adapta politicile de trafic mai bine la situațiile reale din teren. De asemenea, aceste modele se pot folosi și pentru predicție și control (de ex. pentru operatorii de trafic), precum și pentru controlul on-line. În combinație cu modele de tip cerere de trafic sau perioadă din zi, modelele dinamice permit realizarea unei alternative pentru modelele statice. La ora actuală, aceste modele nu sunt foarte uzuale pentru aplicațiile practice, însă interesul pentru ele este în continuă creștere. Ca tehnică de modelare, asemenea celei statice, în modelarea dinamică se alocă anumite numere de călătorii în perioade de timp determinate în cadrul unor matrici formate din rute ale unei rețele, rezultând fluxuri de trafic variabile în timp. Matricile de călătorie sunt definite de obicei ca număr de călătorii într-o oră sau într-un sfert de oră.
Figura 4.1. Profilul tipic al cererii traficului pentru un model dinamic
Modelul dinamic al traficului arată modul în care decurge traficul prin legăturile din rețea. Spre deosebire de modelele statice, cele dinamice iau în considerare nu numai cantitativ traficul, ci și calitativ, ținând cont de evoluția în timp a acestuia.
Un model dinamic al traficului generează următoarele rezultate:
Duratele de călătorie sau costuri per pereche origine-destinație pe fiecare rută;
Nivelurile de variație în timp a fluxurilor de trafic pe fiecare rută;
Variațiile în timp ale duratelor de călătorie, fluxurilor și vitezelor pe legături;
Rezultate combinate (numărul total de kilometri călătoriți în rețea; timpul total călătorit în rețea etc.)
Toți acești indicatori pot fi generați pentru anumite clase specificate de utilizatori.
Modele continue
Modelarea continuă este rezultatul efortului cercetătorilor și matematicienilor de a descrie comportamentul traficului rutier. Primele încercări au provenit din migrarea unor tehnici de modelare a curgerii fluidelor realizate de către mari personalități din domeniul fizicii. Aceste tehnici au fost îmbunătățite și adaptate caracteristicilor rețelelor de drumuri și traficului rutier, dar evoluția către modelarea traficului nu a condus deocamdată la apariția pe scară largă de pachete software capabile de a realiza astfel de modelări. Cu toate acestea, în țările dezvoltate se duce o intensă cercetare în acest domeniu.
Tehnica de modelare ține cont de un model de tip continuu, în care vehiculele nu sunt tratate ca entități separate. Natura discretă a traficului este idealizată ca fluid omogen. În cadrul acestui continuum, traficul este descris utilizând variabile tipice din domeniul fizicii: densitate, intensitate (de asemenea numită și flux), precum și viteză medie de curgere. Modelul reprezintă vehiculele și conducătorii acestora ca particule în suspensie într-un lichid ce curge printr-un tub. Principiul de bază al conservării masei este translatat în principiul conservării vehiculelor pe un drum. Presiunea reprezintă forța motrice a particulelor în gaze și lichide. Acest mecanism este adaptat, la rândul său, pentru a modela traficul. Particulele din fluxul de trafic (entitățile vehicul-conducător) au un anumit nivel de inteligență. Comportamentul vehiculelor pe drum este descris de obicei de o funcție empirică ce modelează conducerea vehiculelor. Această funcție este folosită în locul ecuației presiunii pentru a obține un model consistent de trafic pe o arteră aglomerată. Cea mai simplă presupunere pentru o asemenea relație empirică ce reprezintă modul de conducere a vehiculelor pe drum este dată de „diagrama fundamentală a fluxurilor de trafic”.
În figura de mai jos este prezentată această diagramă, în care este redată relația dintre flux și densitatea de trafic. Un flux de trafic cu densitate redusă conduce la staționarea fluxului (într-adevăr, pe un drum gol nu circulă nici un vehicul), în timp ce un flux cu densitate ridicată de asemenea, nu mai curge (reprezentând vehiculele care stau la coadă la semafor). Fluxul maxim, denumit și capacitate, se atinge atunci când densitatea are valori medii.
Figura 4.2. Diagrama fluxurilor de trafic (k – densitatea traficului, q – viteza de deplasare a vehiculelor)
Modelul ce utilizează fluide este reprezentat de un set de ecuații matematice. Unele dintre acestea pot fi rezolvate pe cale analitică, însă în practică se utilizează procedee numerice. Aceasta înseamnă că o legătură este împărțită într-un număr de celule cu lungimi ce variază între 10 și 500 m și condițiile de trafic sunt calculate în cuante de timp cuprinse între 0,5 și 10 secunde. Ca rezultat apare o descriere detaliată a comportării traficului într-o diagramă timp-spațiu.
Modele bazate pe microsimulare
Microsimularea traficului rutier încearcă să modeleze deplasarea vehiculelor individuale printr-o rețea de drumuri pe o perioadă specificată de simulare. Un model bazat pe microsimulare realizează divizarea perioadei totale de simulare într-un număr mare de intervale discrete de timp, pentru fiecare dintre aceștia utilizând seturi de algoritmi individuali pentru a genera decizii fiecărui vehicul din rețea. Deciziile luate sunt apoi utilizate pentru a actualiza pozițiile vehiculelor, viteza și accelerația acestora. Metodologia utilizată pentru procesul de simulare în micromodelare se poate împărți în două categorii:
Modele în care spațiul disponibil pe drum și vehiculele sunt tratate ca unități fundamental separate, cu diagrama spațiu-timp văzută ca un continuum;
Modele de tip automat celular, în care spațiul este divizat într-un număr de segmente discrete, fiecare având lungimea unui vehicul, ce pot fi avea doar starea de ocupat sau liber de vehicul în orice moment de timp.
Figura 4.3. Exemplu de diagramă timp-spațiu pentru microsimulare
Procesul de microsimulare a traficului este procesul de creare a unui model virtual al infrastructurii de transport pentru a simula interacțiunile traficului rutier și a altor forme de transport, la nivel microscopic. Aceasta implică tratarea fiecărui vehicul, autobuz, tren, tramvai biciclist, pieton existent în model ca o entitate unică, cu scopuri și caracteristici comportamentale proprii, fiecare putând interacționa cu celelalte entități din model.
Modelele tradiționale (care nu sunt bazate pe simulare) oferă o reprezentare simplificată a traficului, în general exprimat în număr total de vehicule pe oră. În aceste modele, toate vehiculele dintr-un anumit grup au același comportament. Acest tip de modelare nu oferă însă o acuratețe prea mare, existând diferențe mari față de situația reală. Microsimularea oferă acest avantaj, al unei apropieri mai mari de realitate, dar în schimb necesită o putere mare de calcul, care poate deveni însemnată pentru situațiile în care numărul de vehicule este foarte mare.
Subcomponente ale rutinelor modelelor de microsimulare
Algoritmul de generare a vehiculelor – acest algoritm introduce vehicule individuale în rețea. Momentul exact de intrare a vehiculelor în rețea este în general controlat de o distribuție matematică ce beneficiază de informațiile privind destinațiile vehiculelor (de exemplu, de tip exponențială-negativă deplasată). Vehiculele singulare (unitățile) sunt generate pe baza unui proces stocastic și reprezintă un amestec al proprietăților atât fizice ale vehiculelor (clasă, lungime), cât și comportamentale ale conducătorilor acestora (timp de reacție, agresivitate).
Algoritmul de definire a principiilor de urmărire a vehiculelor – Conform definiției lui Gabard [G1], vehiculele se urmăresc după un model „de ecuație diferențială a accelerației vehiculului funcție de comportamentul vehiculelor din față”.
Algoritmul de comportare a semnalizării rutiere – anumite modelări prin microsimulare utilizează algoritmi specifici ce guvernează modul în care vehiculele interacționează cu semnalele de trafic. Acest lucru este util pentru modelarea întârzierilor la pornirea de la stop, în scopul evaluării distribuției vehiculelor în coada de pornire, sau pentru a modela mai corect mișcarea în fluxurile lente de trafic.
Algoritmul de acceptare a golurilor – acest algoritm guvernează modul în care vehiculele intră în traficul din sensul opus (comportamentul conducătorilor de vehicule în intersecțiile nesemnalizate, cu sens giratoriu, pentru intrarea în traficul adiacent).
Algoritmul de schimbare a benzilor – acest algoritm guvernează legile de schimbare a benzii de rulare a vehiculelor ce se deplasează în același sens. El poate fi declanșat de o mulțime de stimuli, cum ar fi reducerea vitezei de deplasare a vehiculului antemergător, sau dorința de a schimba direcția de mers la următoarea intersecție, urmată de înscrierea vehiculului pe banda corespunzătoare virajului.
Algoritmul de actualizare a poziției vehiculelor – acest algoritm definește legile prin care celulele reprezentării rețelei de drumuri sunt sau nu ocupate de vehicule.
Avantajele microsimulării
Parametrii de trafic care se obțin sunt variabili, atât în domeniul timp, cât și în spațiu, în lungul legăturilor dintre nodurile rețelei simulate.
Este posibilă modelarea la nivel de detaliu, permițând obținerea de informații de viteză și accelerație de la fiecare vehicul; acești parametri permit obținerea în continuare de date pentru alte genuri de modelări, cum ar fi cea pentru analiza emisiilor sonore, care se poate agrega fie din datele separate extrase pentru fiecare vehicul în parte, fie din model în ansamblu, pentru o anumită legătură dintre noduri, obținându-se un model de zgomot de ansamblu pentru fiecare legătură în parte.
Modelarea unei mari varietăți de tipuri de trafic este posibilă.
Este posibilă modelarea unor evenimente cu caracter tranzitoriu și cu durată limitată, cum ar fi apariția incidentelor de trafic.
La ora actuală, pachetele software performante permit editări performante ale rețelei de drumuri, vizualizare și instrumentație de post-procesare.
Instrumentele de vizualizare performante permit post-procesare și ajustări necesare ușoare.
Aceste modelări au însă și o serie de dezavantaje, după este expus în continuare.
Dezavantajele microsimulării
Precizia de modelare depinde în mare măsură de corectitudinea fluxurilor de trafic ce au fost declarate ca date inițiale ale simulării;
Natura stocastică a microsimulării necesită rulări multiple ale aplicațiilor, ceea ce se traduce practic în timp consumat în cantitate mai mare; de aceea aceste aplicații necesită o putere de calcul suficientă (cu cât rețeaua simulată este mai mare, cu atât timpul consumat și puterea de calcul consumată sunt mai mari);
Rețelele de drumuri necesită introducerea unor date mai detaliate decât la celelalte modele, uneori fiind chiar necesare date care la alte tipuri de modele nu sunt necesare;
Stabilitatea modelării poate depinde și de modul de alegere ale cuantelor de timp pentru simulare (de obicei acestea sunt alese în plaja 0,5 s – 1 s);
Algoritmii specifici de modelare este posibil să nu se potrivească cu diferitele situații de trafic specifice anumitor țări;
Rezultatele la nivel de microsimulare pot necesita utilizarea unor pachete software suplimentare de tip GIS.
Avantajele și dezavantajele metodelor de modelare
Diferitele tipuri de modele și algoritmi de simulare a traficului rutier prezentate anterior permit obținerea unei serii de informații utile pentru evaluarea disponibilității rețelei rutiere urbane sau interurbane, a semnalizării rutiere, a modului cum aceasta răspunde la cerințele de trafic. Totodată, prin posibilitatea ajustării parametrilor simulării, este extrem de util să se realizeze prognoze de trafic, utile pentru dezvoltarea rețelei sau pentru studiul zonelor în care se produc accidente cu o frecvență ridicată.
Figura 4.4. Exemplu de utilizare a modelării 3 D pe calculator a traficului
Utilizarea modelelor de simulare este, de asemenea, foarte utilă în activitățile de proiectare și de suport pentru deciziile politice de dezvoltare a zonelor urbane, de modernizare a arterelor rutiere.
Tabelul 4.2 – Eficiența diferitelor tipuri de algoritmi de modelare (pe o scară de la 0 la 3)
Tabelul 4.3 – Efortul depus pentru modelare (0 – redus, 1 – mediu, 2 – relativ ridicat)
Software pentru modelarea traficului
Software-ul pentru modelarea traficului se bazează pe o descriere amănunțită a elementelor studiate (intersecții/grupuri de intersecții), realizând analiza din punct de vedere al capacității acestora de a face față traficului.
Principalele caracteristici sunt:
Reprezentare grafică a intersecțiilor, cu stabilirea fluxurilor de vehicule, a timpilor de semaforizare etc.
Se pot calcula:
întârzieri
LOS (nivelul serviciului)
lungimea ciclului
fazele de semaforizare
timpii de semaforizare
ARCADY
Assesment of Roundabout Capacity and Delay este un software care realizează analize privind capacitatea, lungimile cozilor, întârzierile și riscul producerii de accidente în sensurile giratorii. Programul poate evalua intersecții giratorii cu până la șapte brațe, pentru care pot fi asociate și treceri de pietoni [WW3].
În continuare sunt prezentate câteva imagini ale programului, care arată datele pe care le utilizează și rapoartele pe care le oferă.
Figura 4.5. ARCADY – Geometria intersecției și lista de date necesare
Figura 4.6. ARCADY – Selectarea datelor dorite pentru raport
OSCADY
Optimised Signal Capacity and Delay, Phase-based Rapid Optimisation of traffic signals este un program de optimizare a traficului bazat pe fazele de semaforizare. Are la baza o serie de algoritmi de optimizare care pot fi utilizați pentru analiza unor intersecții izolate sau rezultatele pot fi exportate in programul TRANSYT pentru rețele de drumuri.
Programul prezintă avantajul de a genera automat cea mai buna secvența de semaforizare pentru intersecția analizată, utilizatorul introducând doar timpii minimi inter-verde. Pornind de la aceste date programul generează fazele necesare pentru maximizarea capacității și/sau micșorarea întârzierilor. Se poate face și o evaluare a situației existente, în acest caz utilizatorul introducând în program toate datele despre semaforizare existente.
Caracteristici ale programului:
intersecții cu până la 20 de intrări
optimizare pentru trei obiective: timpul ciclului, capacitatea maximă și întârzierea minimă
evaluarea efectelor geometriei intersecției asupra traficului
posibilitatea de a adăuga constrângeri pentru faze
evaluarea grupurilor de benzi – programul poate analiza fluxurile de trafic și sugera dispunerea optimă a benzilor și fluxurilor pe acestea
modul de evaluare a situației existente
estimarea fluxurilor de saturație
conducere pe partea stângă / conducere pe partea dreaptă
afișare grafică a intersecției
afișarea diagramei timpilor
generarea de rapoarte
Figura 4.7. OSCADY – Ecranul principal
Figura 4.8. OSCADY – Ecranul principal cu diagrame
Figura 4.9. OSCADY – Diagrama fluxurilor de trafic
Figura 4.10. OSCADY – Matricea origine-destinație
TRANSYT
Traffic Network Study Tool este un program utilizat pentru determinarea și studiul timpilor optimi, prestabiliți, de semaforizare pentru o rețea de drumuri pentru care se cunoaște fluxul mediu de vehicule.
Programul are integrat un modul pentru evaluarea unui Indice de Performanță (IP) și un modul de optimizare care verifică pentru care timpi de semaforizare indicele IP are o valoare cât mai bună. Se poate obține prin acest program o semaforizare care să permită accesul prioritar în intersecție pentru vehiculele transportului public și a vehiculelor de urgență, fără a fi necesară detecția individuală a vehiculelor speciale. Analizele pot fi realizate atât pentru situațiile în care se conduce pe partea stângă a drumului cât și pentru situațiile în care se conduce pe partea dreaptă.
Programul are toate funcționalitățile regăsite și în OSCADY, dar oferă în plus o interfață vizuală mai elaborată și posibilitatea generării mai multor diagrame-rezultat.
Figura 4.11. TRANSYT – Diagrama fazelor
Figura 4.12. TRANSYT – Crearea unui nod al rețelei de drumuri
Figura 4.13. TRANSYT – Interfața grafică a programului
Figura 4.14. TRANSYT – Modului de design al intersecțiilor
Figura 4.15. TRANSYT – Graficul consumurilor de combustibil
Synchro (din pachetul SimTraffic)
Programul Synchro permite amplasarea schițelor drumurilor pe hărți existente, datele putând fi editate direct în mod grafic (fără a fi necesare ferestre suplimentare de introducere a parametrilor, după cum se întâmplă în alte programe).
Figura 4.16. SYNCHRO – Fereastra principală
Caracteristici ale programului:
integrarea hărților GIS și SHP
controlul alinierii benzilor de circulație la traversarea intersecției
permite stabilirea parametrilor detectorilor amplasați în intersecție
amplasarea optimă a informațiilor pe hartă.
Figura 4.17. SYNCHRO – Stabilirea volumelor de trafic
Programul permite realizarea unei schițe fidele a intersecției sau a traseului care urmează a fi studiat și efectuarea unor analize complexe ale hărții implementate
Figura 4.18. SYNCHRO – Schița unei intersecții
Pentru fiecare intersecție în parte se poate defini o serie de parametri, care sunt repartizați în următoarele module:
Modulul cu datele benzilor de circulație
Figura 4.19. SYNCHRO – Modulul cu datele benzilor de circulație
Informații necesare:
benzile și direcțiile: permite selectarea numărului de benzi pentru fiecare intrare precum și mișcările care sunt permise pentru fiecare bandă
fluxul ideal de saturație; valoarea implicită este de 1900 de vehicule / oră / bandă
lățimea benzilor de circulație: acestea sunt introduse pentru fiecare grup de benzi, plecând de la premisa că toate au aceeași lățime. În cazul în care există benzi cu altă lățime se definește un nou grup pentru acestea
panta pentru fiecare intrare: valoarea implicită este 0
tipul zonei: poate fi zonă de birouri sau altă zonă. În funcție de această valoare rezultă rata fluxului de saturație
lungimea pe benzii separate pentru viraje (dacă există), precum și numărul acestor benzi
timpul total pierdut: include timpul total de galben + roșu și timpul de pornire la apariția culorii verzi (implicit acesta este de 2 secunde)
distanța până la detectorul cel mai apropiat de semafor: se utilizează doar în cazul rulării cu semaforizare dependentă de trafic; valoarea se introduce pentru fiecare grup de benzi pentru care există astfel de detectoare
distanța până la detectorul cel mai îndepărtat de semafor: se utilizează doar în cazul rulării cu semaforizare dependentă de trafic; valoarea se introduce pentru fiecare grup de benzi pentru care există astfel de detectoare
viteza de virare a vehiculelor în intersecție, în km/h: se introduce pentru fiecare tip de viraj (stânga, dreapta)
mod de virare la dreapta: fază separată de semaforizare, fază de semaforizare comună cu mersul înainte, permisiune continuă de virare la dreapta (indicator Cedează trecerea sau semafor galben/verde-clipitor)
raza curbei de virare, pentru fiecare viraj permis
Informații calculate automat de program (în situația în care se dorește, valorile afișate aici pot fi scrise manual de utilizator):
factorul de utilizare al benzii
factorul de virare la dreapta
factorul de virare la stânga
ratele fluxurilor de saturație (valoarea maximă a numărului de vehicule care pot circula pe bandă, care include factorii de ajustare în conformitate cu particularitățile fiecărei situații în parte)
factorul bicicliști și pietoni: evaluează modul în care influențează traficul pietonii și bicicliștii care traversează în timpul unei faze permise
factorul de înaintare, calculat pentru fiecare grup de benzi în parte
Modulul cu datele volumelor de trafic
Figura 4.20. SYNCHRO – Modulul cu datele volumelor de trafic
Informații necesare:
volumele de trafic, exprimate în vehicule pe oră, pentru fiecare grup de benzi
numărul de pietoni conflictuali (care traversează în timpul unei faze permise)
numărul de bicicliști conflictuali (care traversează în timpul unei faze permise)
factorul de creștere al numărului de vehicule, față de perioada anterioară: este utilizat pentru estimarea fluxurilor viitoare de vehicule
procentul de vehicule grele, măsurat pentru fiecare grup de benzi
blocaje produse de vehiculele transportului public: se introduce numărul de vehicule (pe oră) care nu au stație cu alveolă și a căror oprire produce perturbări ale traficului
benzi de parcare adiacente drumului: se precizează dacă există și în caz afirmativ se evaluează numărul de manevre de parcare efectuate pe oră
procentul de vehicule care provin din străzile adiacente, nesemaforizate
Informații calculate automat de program (în situația în care se dorește, valorile afișate aici pot fi scrise manual de utilizator):
fluxul de vehicule ajustat, care provine din valorile inițiale introduse ajustate cu factorii determinați
fluxurile pe grupuri de benzi: reprezintă repartizarea numărului de vehicule pe grupuri de benzi, așa cum au fost definite.
Modulul cu datele timpilor de semaforizare
Figura 4.21. SYNCHRO – Modulul cu datele timpilor de semaforizare
Informații necesare:
stabilirea planului de semaforizare: cu timp prestabilit; semafoare necoordonate, semi-dependente de trafic necoordonate (strada principală afișează în permanență timpul maxim de verde, iar semaforizarea de pe străzile secundare este dependentă de numărul de vehicule care ajung în intersecție, fiind posibil să se suspende anumite faze de semaforizare), dependente de trafic necoordonate (dependente de trafic pentru toate intrările în intersecție, dar fără o coordonare zonală sau la nivelul întregului oraș), dependente de trafic coordonate
informații despre benzi și numărul de vehicule sunt preluate automat din fișele prezentate anterior
tipul virajelor: permise (se pot efectua viraje, dar nu există o fază separată de semaforizare pentru acestea), protejate (există o fază separată de semaforizare pentru viraje), permise + protejate (există o fază separată de semaforizare pentru acestea, dar se pot efectua viraje și atunci când există goluri în traficul de pe artera pe care se intră), partajate (faza de semaforizare este comună cu cea pentru mersul înainte, dar nu există permisiunea de intrare în intersecție și pentru alte artere – nu există trafic antagonist), interzise
timpii minimi inițiali de verde (pentru semaforizarea dependentă de trafic)
timpii minimi permiși pentru fiecare fază
timpii de galben și roșu pentru fiecare semafor
Informații calculate automat de program (în situația în care se dorește, valorile afișate aici pot fi scrise manual de utilizator):
timpii efectivi de verde
raportul timp de verde/lungime totală ciclu
raportarea volumelor de trafic la capacitatea drumurilor
întârzierile la nivel de intersecție și de arteră (datorate semaforizări, cozilor de vehicule și totale)
nivelul de serviciu al intersecției
nivelul de serviciu pentru fiecare intrare în intersecție
lungimea cozii de vehicule
cantitatea de combustibil consumat
Modulul cu datele fazelor de semaforizare
Figura 4.22. SYNCHRO – Modulul cu datele fazelor de semaforizare
Informațiile inițiale sunt preluate din modulele anterior prezentate. În urma analizei intersecției se realizează diverse scenarii, denumite 90%, 70%, 50%, 30%, 10%. Acestea reprezintă de fapt o preluare a celor mai aglomerate 90% (70% etc.) dintre cazuri și realizarea unei evaluări a timpilor de semaforizare pentru acestea. De exemplu, dacă valoarea considerată este 50%, această reprezintă traficul mediu care circulă prin intersecția analizată. Sunt calculați timpii optimi de verde pentru fiecare scenariu, precum și timpul total al ciclului.
Paramics
Caracteristici ale programului:
oferă un set extins de analize de trafic
permite modelări diverse, plecând de la o singură intersecție și până la modelarea unei întregi zone
oferă o mulțime de instrumente intuitive
permite oferirea de rapoarte în diverse forme, pentru diferite aplicații
Figura 4.23. Paramics – Harta zonei
Figura 4.24. Paramics – Schiță la nivel de intersecție
Figura 4.25. Paramics – Determinarea fluxurilor de vehicule
Software pentru simularea traficului
Caracteristicile software-ului de simulare a traficului
Se bazează pe modelarea unei rețele de drumuri
Permit realizarea de operații diverse (traversări, întoarceri, parcări, treceri de pietoni, treceri la nivel cu calea ferată)
Permit vizualizarea rețelei de drumuri 2D/3D
Permit estimări de mediu (emisii de CO, NOx, consum de combustibil, nivel de zgomot)
Urmărirea vehiculelor
În funcție de profilul șoferului
Schimbarea benzilor
Necesară
Voită
De poziționare
Acceptarea golurilor de trafic
În funcție de tipul manevrei și profilul șoferului
AIMSUN (Advanced Interactive Micro-Simulation for Urban and Non-Urban Networks)
Caracteristici ale programului:
Realizează modele detaliate ale rețelelor de drumuri
Semafoare cu timp prestabilit sau adaptive
Ghidare în timp real
Animații 3D
Managementul traficului
Stabilirea rutelor
Modificarea vitezelor
Simularea și gestionarea incidentelor
Controlul traficului
Gestionarea transportului public
Oferă flexibilitate prin posibilitatea scrierii de module suplimentare în C++ sau Python.
SimTraffic
Utilizează hărțile generate de Synchro
Simulează cozi de vehicule, blocaje, incidente
Gestionează intersecții semaforizate și nesemaforizate
Stabilește distanța între vehicule în funcție de viteză, șofer, geometria drumului
Generează informații la fiecare 0,1 sec.
Generarea emisiilor de gaze
Generarea de rapoarte pentru o singură intersecție sau pentru o întreagă zonă
Raport asupra gradului de ocupare și densitate
Figura 4.26. Interfața SimTraffic
VISSIM
VISSIM este un program de simulare a traficului care poate dezvolta modele de trafic urban și operații ale mijloacelor de transport public. Analizele de trafic pot fi supuse unor constrângeri cum ar fi configurarea benzilor de circulație, compunerea traficului, indicatoare de trafic, stații ale mijloacelor de transport public.
Principalele caracteristici ale programului sunt:
Implementarea, evaluarea și ajustarea unui sistem de semaforizare, care poate fi cu timp prestabilit sau adaptat la trafic; poate fi implementat orice sistem de control al semaforizării: SCATS, SCOOT etc.
Evaluarea și optimizarea traficului în rețele complexe, cu intersecții corelate și program de semaforizare adaptat la trafic
Studii de fezabilitate și impact asupra traficului a integrării liniilor de metrou ușor în rețelele urbane de transport.
Pachetul VISSIM constă în două pachete principale: un simulator de trafic și un modul pentru controlul semafoarelor.
Figura 4.27. Ecranul principal VISSIM
Pentru modelarea traficului se stabilesc mai mulți parametri cum ar fi:
accelerația maximă,
frânarea maximă,
viteza medie,
distribuția vitezei,
Figura 4.28. VISSIM – Graficul de distribuție al vitezei
distribuția greutății vehiculelor,
distribuția puterii motoarelor vehiculelor,
distribuția culorii vehiculelor (pentru reprezentarea vizuală a acestora),
Figura 4.29. VISSIM – Distribuția culorii vehiculelor
distribuția modelelor de vehicule,
Figura 4.30. VISSIM – Distribuția modelelor de vehicule
tipul, clasa și categoria vehiculelor
Figura 4.31. VISSIM – Stabilirea parametrilor vehiculelor
situația locurilor de parcare
Figura 4.32. VISSIM – Stabilirea parametrilor parcărilor
Un alt set de parametri este cel legat de comportamentul șoferilor, putând fi stabilite mai multe modele, după cum se arată în figurile următoare:
Figura 4.33. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față
Figura 4.34. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbarea benzilor de circulație
Figura 4.35. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de vehiculele din față
Figura 4.36. VISSIM – Comportamentul șoferilor față de schimbările culorii semafoarelor
Rezultatele pot fi exportate în diferite formate și se pot salva diverse aspecte rezultate ale procesului de simulare.
Pot fi oferite foarte multe rezultate ale analizelor efectuate; dintre datele de ieșire amintim: timpii de călătorie, întârzierile, lungimile cozilor de ieșire, distribuția timpilor de verde, informații despre vehicule (de exemplu accelerația, viteza medie cu care a mers, numărul de opriri la semafor, emisiile de substanțe – valori comparate cu valorile medii introduse la configurarea simulării), informații despre intersecții (cozile de vehicule care se formează, timpii de întârziere, capacitatea, gradul de poluare etc.).
Concluzii
pentru realizarea unor evaluări ale traficului este necesară definirea unor modele matematice, care pot fi:
statice;
dinamice;
continue;
bazate pe microsimulare;
programele software pentru modelarea traficului realizează o evaluare a unor intersecții sau tronsoane și o afișare statică a parametrilor rezultați;
programele software pentru simularea traficului realizează un model vizual al traficului pe baza datelor obținute printr-o modelare de trafic;
pentru utilizarea programelor de analiză a traficului este necesar un studiu prealabil în care să se culeagă anumiți parametri care sunt necesari modelării/simulării. Aceste date cuprind atât informații statice cât și dinamice. Datele statice sunt utilizate în principal pentru estimarea capacității teoretice a intersecțiilor și drumurilor analizate, pe când datele dinamice sunt utilizate pentru a estima condițiile reale de trafic, în funcție de fluxurile de vehicule determinate;
utilizarea unor programe de modelare/simulare a traficului este un pas important care trebuie parcurs înaintea implementării reale a oricărei soluții, deoarece permite ajustarea anumitor parametri ai traficului, astfel încât punerea în aplicare a unor modificări care au impact asupra circulației să aibă într-adevar beneficii maxime.
Contribuții personale
a fost realizată o trecere în revistă a modelelor de trafic, cu particularitățile acestora;
a fost realizată un studiu asupra programelor software existente în domeniul traficului rutier și o clasificare a acestora, în funcție de caracteristicile lor și o prezentare a celor mai importante elementele particulare ale acestora.
Soluții existente pentru optimizarea traficului urban
Tradițional, cele mai răspândite sisteme utilizate pentru controlul traficului în zonele urbane sunt semafoarele de trafic, de obicei operate în cadrul unui sistem de control al traficului urban. Aceste sisteme au la bază algoritmi adaptați pentru situațiile concrete existente, care depind de volumele de trafic înregistrate și care pot varia de la algoritmi statici și până la semaforizări dependente de trafic. Categoriile de beneficii așteptate a rezulta în urma implementării unui sistem de management al traficului sunt: creșterea vitezei medii de circulație și scăderea întârzierilor în tranzit, a întârzierilor datorate virajelor la stânga, a întârzierile totale produse de intersecții și a celor pentru pietoni, micșorarea consumului de combustibil.
Dar nu se poate realiza o coordonare eficientă a traficului în situațiile în care într-o anumită intersecție, de exemplu, semaforizarea necorespunzătoare nu permite eliberarea traficului care intră pe strada principală, existând în schimb un timp de verde neutilizat pentru intrările celelalte. Din acest motiv se va prezenta inițial un algoritm prin care se poate face o evaluare la nivel de intersecție din care rezultă eventualele modificări care trebuie întreprinse pentru a îmbunătăți nivelul de serviciu (care va fi definit în continuare). După analiza tuturor intersecțiilor de pe un traseu, sau dintr-o anumită zonă se poate studia implementarea unui algoritm pentru coordonarea și comanda centralizată a semafoarelor de trafic. O serie de soluții existente concretizate prin astfel de sisteme va fi prezentată în partea a doua a acestui capitol.
Soluții pentru analiza la nivel de intersecție [J1][G3]
Introducere
Semaforizarea modernă a traficului alocă timpul într-o varietate de moduri, de la cel mai simplu mod, în două faze, la cel mai complex mod, acționat multifazic. În continuare se va prezenta terminologia de bază a semaforizării traficului, diferitele tipuri de operații de semaforizare și impactul lor asupra capacității intersecției.
Se folosesc următoarele noțiuni:
Ciclu – orice secvență completă de indicații de semaforizare.
Durata ciclului – Timpul total necesar pentru ca un semnal să încheie un ciclu, măsurat în secunde și notat cu C.
Fază – Parte a unui ciclu alocată oricărei combinații de deplasări de trafic primind prioritate simultan pe durata unuia sau a mai multor intervale.
Interval – O perioadă de timp pe durata căreia toate indicațiile semafoarelor rămân constante.
Interval de schimb – Intervalul “galben”, plus toate intervalele “roșii” care apar între faze pentru a asigura eliberarea intersecției înainte de a permite intrarea în intersecție a vehiculelor din sensuri divergente (ce se intersectează cu sensurile permise în ciclul anterior); măsurat în secunde și notat cu G.
Durata de verde – Durata de timp în cadrul unei faze în care este afișată indicația “verde”; măsurată în secunde și notată cu Vi (pentru faza i).
Timp pierdut – Timpul în care intersecția nu este folosită pentru nici o deplasare; aceste durate au loc în intervalul de schimb (când intersecția trebuie eliberată) și la începutul fiecărei faze, deoarece primele mașini din coada de așteptare nu pleacă instantaneu.
Verde efectiv – Durata de timp într-o anumită fază care este efectiv disponibilă deplasărilor permise; aceasta se calculează în general ca durată verde plus intervalul de modificare minus timpul pierdut pentru faza desemnată; măsurat în secunde și notat cu Vef,i (pentru faza i).
Raportul de verde – raportul între durata de verde efectiv și durata ciclului; notat Vef,i/C (pentru faza i)
Roșu efectiv – durata de timp în care nu este efectiv permisă nici o deplasare sau set de deplasări; măsurat în secunde, este egală cu durata ciclului minus durata de verde efectiv, pentru o fază dată; notat cu Ri.
Semnalizarea traficului poate funcționa în trei moduri de bază, în funcție de tipul de echipament de control folosit:
Cu ciclu prestabilit – în acest caz, valorile pentru lungimea ciclului, faze, timpi de verde și intervalele de schimb sunt prestabilite. Ciclurile nu se modifică, având aceeași lungime și aceleași faze. În funcție de echipamentul disponibil, pot fi folosite diverse modele de prestabilire a duratelor de timp în funcție de intervale orare, ce vor fi schimbate automat în funcție de perioada din zi.
Cu semnalizare dependentă de trafic – în acest caz, pe direcția principală semaforul rămâne pe culoarea verde până în momentul în care detectorii de pe străzile secundare sesizează apropierea de intersecție a unuia sau a mai multor vehicule. Atunci semnalul comută pe verde pentru strada secundară, indicație care este menținută până când toate vehiculele de pe străzile secundare au trecut de intersecție, sau până când se atinge o durată maximă de verde pentru străzile respective. În sistem progresiv, timpii fazelor de verde pentru străzile laterale pot fi prestabiliți. Lungimea ciclului și timpii de verde pot varia în funcție de solicitări. Deoarece semnalul verde este menținut permanent pe strada principală, mai puțin timpul necesar pentru străzile secundare, timpii de verde pentru străzile secundare sunt, teoretic, complet folosiți în timp ce “excesul” de verde este alocat direcției principale.
Cu semnalizare total dependentă de trafic – toate fazele de semnalizare sunt controlate de senzori de trafic. În general sunt specificați timpii minimi și maximi de verde pentru fiecare fază, precum și secvența fazelor. În această formă de control, lungimea ciclului și timpii de verde pot varia considerabil în funcție de solicitări. Anumite faze din ciclu pot fi opționale și pot fi omise în întregime dacă nu există solicitări.
În prezent, multe sisteme de semnalizare sunt controlate de calculator. Intersecțiile în care sunt folosite astfel de sisteme funcționează în regim de ciclul prestabilit, cu planul de faze și coordonarea semafoarelor alese și coordonate de calculator.
Dar nu numai alocarea timpilor de verde are un impact semnificativ asupra capacității și operațiilor efectuate într-o intersecție semaforizată, ci și modul în care secvențele de direcție de deplasare sunt coordonate cu secvența fazelor. Fazele de semnal pot furniza tipuri de viraje de tip protejat sau permis.
Un viraj permis este efectuat prin-un flux conflictiv de pietoni sau vehicule din sens opus. Astfel, un viraj la stânga efectuat concomitent cu o trecere prin intersecție (pe direcția înainte) a vehiculelor din sens opus este considerat a fi permis, la fel ca un viraj la dreapta efectuat concomitent cu traversarea pietonilor pe strada respectivă.
Virajele protejate sunt acelea efectuate fără conflicte, cum ar fi virajele efectuate în timpul unei faze de acces exclusiv la stânga sau virajele la dreapta într-o fază în care pietonilor le este interzisă traversarea.
Se poate evidenția principalul concept: capacitatea unei intersecții este puternic dependentă de semnalizare. Față de gama posibilelor scheme de control al semnalizării, capacitatea variază mai mult decât alte tipuri de facilități, unde capacitatea este dependentă în principal de geometria intersecției. De fapt semnalizarea, care poate fi modificată frecvent și rapid, permite o adaptabilitate considerabilă în administrarea capacității fizice a spațiului și geometriei intersecției.
Capacitate și nivel de serviciu
Conceptele de capacitate și nivel de serviciu sunt fundamentale pentru analiza intersecțiilor. Totuși, pentru analiza intersecțiilor, cele două concepte nu sunt foarte bine corelate așa cum sunt pentru alte tipuri de facilități. Pentru intersecțiile semnalizate, cele două concepte sunt analizate separat și nu este simplu a le lega unul de altul. Totuși este foarte important de observat că și capacitatea și nivelul de serviciu trebuie pe deplin considerate pentru a evalua funcționarea generală a unei intersecții semnalizate.
Analiza de capacitate a intersecțiilor rezultă din calculul rapoartelor verde/ciclu /c pentru mișcările individuale și un raport /c compus pentru suma deplasărilor critice sau pentru grupuri de benzi din intersecție. Raportul /c este rata actuală sau proiectată a fluxului pentru o direcție de deplasare sau un grup de benzi desemnate pe durata unui interval de vârf de 15 min împărțit la capacitatea direcției de deplasare sau a grupului de benzi desemnate. Nivelul de serviciu se bazează pe întârzierea medie la stop pe vehicul pentru diferite deplasări în intersecție. În timp ce /c afectează întârzierea, sunt și alți parametri care o afectează mai puternic: calitatea progresiei, lungimea fazelor de verde, lungimea ciclurilor și altele. Din acest motiv trebuie examinate cu atenție atât capacitatea cât și nivelul de serviciu din intersecție. Aceste două concepte sunt discutate în detaliu în secțiunile următoare.
Capacitatea intersecțiilor semnalizate
Capacitatea la intersecții este definită pentru fiecare direcție de deplasare. Capacitatea intersecțiilor pe direcția de deplasare este rata maximă a fluxului (pentru direcția în discuție) care poate trece prin intersecție ținând seama de distribuția traficului, drum și condițiile de semnalizare. Rata traficului este în general măsurată sau proiectată pe o perioadă de 15 minute, iar capacitatea este exprimată în vehicule pe oră.
Condițiile de trafic includ volumele pe fiecare direcție de deplasare, distribuția vehiculelor pe viraje (dreapta, stânga, înainte), distribuția pe tipuri de vehicule în cadrul fiecărui tip de viraj, amplasarea și folosirea stațiilor de transport public din zona intersecțiilor, trecerile de pietoni și mișcările de parcare din zona intersecției.
Starea drumului include geometria de bază a intersecției cu numărul și lățimea benzilor, pante, alocarea benzilor, inclusiv a parcărilor.
Condițiile de semnalizare includ definirea completă a succesiunii fazelor, sincronizare, tip de control și o evaluare a timpilor de verde.
Capacitatea benzilor desemnate sau a grupurilor de benzi poate fi determinată prin izolarea benzilor servind o anumită deplasare sau deplasări cum ar fi banda exclusivă pentru viraj stânga sau dreapta. Benzile desemnate pentru analiză separată sunt numite “grup de benzi”.
Capacitatea în intersecțiile semnalizate se bazează pe conceptul de saturație a fluxului și rata debitului de saturație. Rata debitului de saturație se definește ca maximul de flux ce poate trece pe o direcție de deplasare dintr-o intersecție dată sau grup de benzi în funcție de traficul predominant și starea drumului presupunând că direcția respectivă sau grupul de benzi are 100% din timpul real disponibil ca efectiv verde. Rata debitului de saturație se notează cu s și este exprimată în vehicule etalon pe oră de verde efectiv.
Raportul debitului pentru o direcție de deplasare sau un grup de benzi se definește ca raportul debitului actual pentru direcția respectivă sau grupul de benzi , la debitul de saturație. Raportul de debit se notează (/s)i pentru calea de direcție de deplasare sau grupul de benzi i.
Capacitatea unui grup de benzi sau a unei direcții de deplasare dată poate fi exprimată ca:
ci = si x (V/C)i (5.1)
unde:
ci = capacitatea direcției de deplasare sau grupului de benzi i, în vehicule pe oră (vpo)
si = debitul de saturație pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule etalon pe oră de verde efectiv (vpov)
(V/C)i = raportul de verde pe ciclu al fazei i.
Raportul debitului la capacitate, /c se notează X în analiza intersecțiilor. Acest nou simbol este introdus în acest capitol pentru a evidenția relația strânsă dintre capacitate și condițiile de semnalizare, și pentru armonizarea cu literatura, în care se face referire la această variabilă ca “grad de saturație”.
Pentru o direcție de deplasare sau un grup de benzi dat i:
Xi = (/c)i = i/[si x (V/C)i] (5.2)
Xi = (iC) / sigi = (/s)i/(V/C)i
unde:
Xi = raportul /c pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i
i = debitul de trafic actual pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule pe oră (vpo)
si = debitul de saturație pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule etalon pe oră de verde efectiv
Vi = durata de verde efectiv pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în secunde.
Valorile Xi variază de la 1,00 (când debitul de flux este egal cu capacitatea) la 0,00 când debitul de flux este 0.
Capacitatea unei intersecții total ocupate nu este un concept semnificativ și nu este definită aici. Foarte rar se întâmplă ca într-o intersecție să fie ocupate toate direcțiile de deplasare în același moment al zilei. Un alt concept de capacitate util în analiza intersecțiilor semnalizate este raportul critic /c, Xc. Acesta este un raport /c pentru intersecții luate ca întreg, considerând doar direcțiile de deplasare sau grupurile de benzi care au cel mai mare raport de flux /s pentru un semnal de fază dat.
De exemplu, într-un semnal cu două faze, direcțiile opuse se deplasează în același timp de verde. În general, una din aceste direcții va necesita un timp de verde mai mare decât cealaltă, (aceasta înseamnă ca are un raport de flux mai mare). Aceasta ar putea fi direcția de deplasare “critică” pentru semnalul de fază respectiv. Fiecare fază de semnal va avea un grup de benzi sau o direcție critică care determină necesitatea de timp verde pentru acea fază. Acolo unde se suprapun semnalele de fază, identificarea direcției de deplasare sau grupului de benzi critic este într-o oarecare măsură complexă și este discutată în secțiunea “Metodologie” a acestui capitol.
Raportul critic /c pentru intersecție este definit în termeni de direcție de deplasare sau grup de benzi critice:
Xc = ( / s)c,i x [C / (C – Tp)] (5.3)
unde:
Xc = raportul critic /c pentru intersecție
(/s)ci = însumarea rapoartelor de flux pentru toate direcțiile de deplasare sau grupurile de benzi critice, i
C = lungimea ciclului, în secunde
Tp = timpul total pierdut pe ciclu, calculat ca suma timpilor de start și de schimbare din care se scad timpii de schimbare necesari vehiculelor pentru fiecare fază critică.
Această ecuație este utilă în evaluarea capacității intersecțiilor în ceea ce privește geometria și durata totală a ciclului prevăzut și este de asemenea utilă în estimarea sincronizării semnalizării acolo unde acestea nu sunt cunoscute sau specificate prin proceduri sau politici locale. Din ecuație rezultă raportul /c pentru toate mișcările critice presupunând că timpul de verde a fost alocat corespunzător sau proporțional. De aceea este posibil să se obțină un raport critic mai mic de 1,00 și să fie încă deplasări individuale suprasaturate în cadrul ciclului. Totuși, un raport critic mai mic decât 1,00 arată că toate deplasările în intersecție pot fi încadrate în durata ciclului definit și a succesiunii de faze prin alocarea proporțională a timpului de verde. În esență, timpul de verde total disponibil în succesiunea de fază este adecvat pentru toate deplasările dacă este alocat corespunzător.
În acest capitol, analiza capacității se concentrează asupra debitelor de saturație, rapoartelor /c, și capacităților pentru diferite direcții de deplasare sau grupuri de benzi din intersecție. Procedura acestor calcule este descrisă în detaliu în secțiunile “Metodologie” și “Proceduri de aplicare” din acest capitol.
Nivelul de serviciu pentru intersecțiile semnalizate
Nivelul de serviciu pentru intersecțiile semnalizate este definit în termeni de întârziere. Întârzierea este o măsură a disconfortului șoferului, frustrării, consumului de combustibil și pierderii de timp. Criteriile nivelului de serviciu sunt exprimate în termeni de întârzieri la stop pe vehicul pe o perioadă de analiză de 15 minute. Acestea sunt date în tabelul 5.1.
Întârzierea poate fi măsurată pe teren sau poate fi estimată folosind procedurile prezentate în următoarele subcapitole. Întârzierea este o măsură complexă și este dependentă de un număr de variabile, inclusiv calitatea progresiei, durata ciclului, raportul de verde și raportul /c pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi în discuție.
Tabelul 5.1 – Criteriile nivelului de serviciu pentru intersecții semnalizate
Nivelul de serviciu A descrie funcționări cu întârziere foarte mică, adică mai puțin de 5 secunde pe vehicul. Acest lucru se întâmplă când progresia este extrem de favorabilă și cele mai multe vehicule sosesc pe faza de verde. Cele mai multe vehicule nu opresc deloc. De asemenea, la o întârziere mică pot contribui ciclurile de scurtă durată.
Nivelul de serviciu B descrie funcționări cu întârzieri în domeniul 5,1 până la 15 secunde pe vehicul. Acest lucru se produce în general în situația progresie bună și/sau cicluri cu durate mici. Opresc mai multe vehicule ca în cazul A producând niveluri mai mari de întârziere medie.
Nivelul de serviciu C descrie funcționări cu întârzieri în domeniul 15,1 până la 25 secunde pe vehicul. Aceste întârzieri mai mari pot rezulta dintr-o progresie proastă și/sau cicluri cu durate mai mari. La acest nivel pot începe să apară perturbări de ciclu. Numărul vehiculelor în așteptare la stop este semnificativ la acest nivel, deși sunt încă multe treceri fără oprire prin intersecție.
Nivelul de serviciu D descrie funcționări cu întârzieri în domeniul 25,1 până la 40 secunde. La nivelul D, influența congestiei devine mult mai vizibilă. Întârzierile mai mari pot rezulta din combinarea unei progresii nefavorabile, durate mai mari de ciclu, sau rapoarte mai mari /c. Multe vehicule opresc la stop, iar proporția vehiculelor care nu opresc descrește. Eșecul ciclurilor individuale ajunge la un nivel de luat în seamă.
Nivelul de serviciu E descrie funcționări cu întârzieri în domeniul 40,1 până la 60,0 secunde. Aceasta se consideră a fi limita întârzierii acceptabile. Aceste valori mari indică în general o progresie lentă, durate de ciclu mari, și valori mari ale raportului /c. Se produc frecvent eșecuri ale ciclurilor individuale.
Nivelul de serviciu F descrie funcționări cu întârzieri depășind 60,0 secunde pe vehicul, lucru considerat a fi inacceptabil pentru cei mai mulți șoferi. Această condiție se produce la suprasaturare, atunci când fluxurile sosite depășesc capacitatea intersecției. De asemenea, se pot produce la rapoarte mari /c sub 1,00 cu multe eșecuri ale ciclurilor individuale. Progresia proastă și duratele lungi de ciclu pot avea o contribuție majoră la apariția întârzierilor de acest nivel.
Legătura dintre capacitate și nivelul de serviciu
Deoarece întârzierea este o măsură complexă, legătura sa cu capacitatea este de asemenea complexă. Nivelurile de serviciu din tabelul 5.1 s-au stabilit pe baza acceptării de către șoferi a diferitelor întârzieri. Este important de observat că acest concept nu este legat de capacitate într-un mod simplu.
De exemplu este posibil să existe întârzieri în domeniul nivelului de serviciu F (inacceptabil), pe când raportul /c este sub 1,00 (de exemplu 0,75 – 0,85). Întârzieri foarte mari se pot produce la rapoarte /c în care există combinații ale următoarelor condiții: (1) durata mare a ciclului, (2) grupul de benzi în discuție este dezavantajat (are timp mare de roșu) de sincronizarea semnalelor și/sau (3) succesiunea fazelor pentru respectivele mișcări este slabă.
De asemenea este posibil inversul situației: o direcție de deplasare sau un grup de benzi saturate (asta înseamnă raportul /c = 1,00) poate avea întârzieri mici dacă: (1) durata ciclului este mică și/sau (2) semnalul pentru avansare este favorabil mișcării respective. Astfel, specificarea nivelului de serviciu F nu implică automat faptul că intersecția, direcția de deplasare sau grupul de benzi sunt supraaglomerate, nici că un nivel de serviciu din domeniul A până la E nu este folosit la capacitatea disponibilă.
Procedurile și metodele din acest capitol necesită și analiza capacității și a nivelului de serviciu pentru a evalua în întregime funcționarea intersecției semnalizate. Este imperativ ca analiza să recunoască relația unică a acestor două concepte deoarece se aplică la intersecțiile semnalizate.
Nivelurile de analiză
Acest subcapitol prezintă două niveluri de analiză pentru utilizare. Metodologia principală folosită este analiza operațională. La acest nivel trebuie să se asigure informații detaliate despre traficul predominant, platforma drumului și condițiile de semnalizare. Metoda asigură analiza completă a capacității și a nivelului de serviciu și poate fi folosită pentru a evalua variantele de proiectare geometrică și/sau planificarea semnalelor.
Pentru analiza de planificare se folosește o a două metodă. La acest nivel, este utilizată doar capacitatea, deoarece nu sunt disponibile informații detaliate necesare pentru a estima întârzierea. Sunt necesare informații despre geometria intersecției și viraje, dar nu sunt necesare detalii despre semnalizare și distribuția pe tipuri de vehicule. Metoda asigură rezultate cuprinzătoare care permit să se aprecieze dacă o intersecție prezintă sau nu probabilitatea să fie suprasaturată. Întrucât nu pot fi făcute estimările de întârziere în analiza de planificare, nivelul de serviciu nu poate fi folosit în această etapă.
Analiza operațională va fi folosită în cele mai multe analize ale intersecțiilor semnalizate sau a situațiilor viitoare în care traficul, geometria și parametrii de control au fost bine stabiliți prin proiectare de probă. Procedura de planificare este utilă în testarea alternativelor de dimensionare generală pentru intersecțiile noi în zonele de construcții noi, unde detaliile de semnalizare nu sunt încă luate în considerare.
Metodologia de dimensionare oferită în manual necesită detalii complete ale fiecărei din cele patru componente: cererea sau nivelul fluxului de serviciu într-o intersecție, semnalizarea intersecției, dimensionarea geometrică sau caracteristicile intersecției, și întârzierea sau nivelul de serviciu care rezultă din acestea. Metodologia este capabilă de tratarea oricăror din aceste patru “necunoscute” dacă sunt cunoscute celelalte trei dintre ele.
Astfel, metoda poate fi folosită pentru a:
rezolva nivelul de serviciu, știind detaliile fluxurilor din intersecție, semnalizarea și geometria;
rezolva debitele permise pentru nivelurile alese de serviciu, cunoscând detalii de semnalizare și geometrie;
rezolva sincronizarea semnalului știind nivelul de serviciu dorit și detalii de flux și geometrie;
determina geometria de bază (numărul de benzi alocate) știind nivelul dorit de serviciu și detalii de flux și semnalizare.
În timp ce metodologia oferă posibilitatea de calcul pentru toate cele patru moduri, procedurile și fișele de calcul prezentate aici sunt destinate doar primului dintre acestea, adică nivelului de serviciu. În găsirea unei alternative de semnalizare și de geometrie, este deseori necesar să se considere schimbări simultane la amândouă. Rar semnalizarea este izolată de geometrie și invers. De aceea, analiza cea mai frecvent utilizată este să se considere asemenea alternative pe baza încercărilor, prin considerarea una dintre ele o constantă și încercarea de rezolvare a celeilalte. Totuși calcule simple oferă alternative la folosirea acestei metodologii.
Metodologie privind analiza capacității de tranzit
Analiza operațională
Analiza operațională constă în determinarea capacității și nivelului de serviciu pentru fiecare direcție de deplasare sau grup de benzi, precum și a nivelului de serviciu al intersecției ca întreg. Metoda necesită informații detaliate privind geometria, traficul și condițiile de semnalizare a intersecției. Acestea pot fi cunoscute pentru cazurile existente sau proiectele pentru viitoarele situații.
Deoarece analiza operațională a intersecțiilor semnalizate este complexă, se împarte în cinci module, după cum urmează:
Date inițiale – acest modul de analiză se concentrează asupra tuturor informațiilor necesare pe care se bazează calculele următoare. Include toate datele necesare despre geometria intersecției, volumul și condițiile de trafic și semnalizare. Sunt folosite pentru a asigura un rezumat potrivit pentru reamintirea analizei.
Modulul de ajustare a volumelor – volumele de trafic cerute sunt în general exprimate în termeni de vehicule pe oră pentru o oră de vârf. Modulul de ajustare a volumelor de trafic transformă acestea în rate de flux pentru o perioadă de vârf de 15 min și însumează efectele lor asupra benzilor. De asemenea în acest modul se definește grupul de benzi pentru analiză.
Modulul fluxurilor de saturație – acest modul este folosit pentru a calcula fluxul de saturație pentru fiecare grup de benzi stabilit pentru analiză. Se bazează pe calculul unui flux de saturație “ideal” care să reflecte o varietate de condiții concrete din intersecție.
Modulul analizei de capacitate – în acest modul, fluxurile și debitele de saturație sunt folosite pentru a calcula capacitatea și rapoartele /c pentru fiecare grup de benzi și raportul critic /c pentru intersecție.
Modulul nivel de serviciu – este stabilită întârzierea pentru fiecare grup de benzi stabilit. Valorile întârzierilor sunt însumate pentru fiecare direcție de deplasare și intersecție ca întreg și sunt determinate nivelurile de serviciu.
Figura 5.1. prezintă o diagramă a modulelor și procedura de analiză.
Fiecare din aceste module este analizat în detaliu în secțiunea care urmează.
Figura 5.1. Procedura analizei operaționale
Modulul cu date inițiale
Tabelul 5.2. prezintă un rezumat al datelor inițiale necesare pentru analiza operațională. Datele necesare sunt detaliate și variate și se clasifică în trei categorii principale:
Condiții geometrice – În general geometria este prezentată sub formă de diagramă și trebuie să includă toate informațiile relevante, inclusiv panta direcțiilor de deplasare, lățimea benzilor și condițiile de parcare. Trebuie notată existența benzilor pentru viraje exclusiv dreapta sau stânga, precum și lungimea lor. Acolo unde elementele specifice de geometrie urmează să fie proiectate, acestea trebuie definite pentru a continua analiza.
Condițiile de trafic – Trebuie specificate volumele de trafic din intersecție pentru fiecare viraj sau direcție de deplasare. Distribuția pe tipuri de vehicule este cuantificată în procente de vehicule grele (%VG) pe fiecare viraj, unde toate vehiculele cu mai mult de 4 roți sunt considerate a fi vehicule grele. De asemenea, trebuie identificat numărul autobuzelor pe fiecare direcție de deplasare. În acest număr se includ doar autobuzele care opresc în intersecție pentru a coborî și a urca călători. Autobuzele care nu au astfel de opriri sunt considerate vehicule grele. Sunt necesare și fluxurile pietonale, deoarece acestea interferă cu virajele permise dreapta sau stânga. Fluxul pietonal pentru o direcție de deplasare dată de vehicule este fluxul de pe trecerea de pietoni care interferă cu virajul la dreapta pe acea direcție de deplasare.
Una din cele mai importante caracteristici ale traficului este proiectarea “tipurilor de sosiri” pe fiecare direcție de deplasare. Aceasta este o caracterizare generală care încearcă să cuantifice aproximativ calitatea progresiei pe fiecare direcție de deplasare. Sunt definite cinci tipuri de sosiri pentru fluxul dominant de sosiri după cum urmează:
Tipul 1 – această stare este definită ca un grup dens ce sosește în intersecție la începutul fazei de roșu. Este cea mai proastă stare a grupului.
Tipul 2 – această stare poate fi a unui grup compact ce sosește în mijlocul fazei de roșu sau a unui grup dispersat sosind pe durata întregii faze de roșu. Mai bun decât tipul 1, este încă o stare nefavorabilă a grupului.
Tipul 3 – această stare reprezintă totalitatea sosirilor întâmplătoare. Acest lucru se întâmplă când sosirile sunt dispersate și pe faza de roșu și pe cea de verde, și/sau unde direcția de deplasare este în întregime necoordonată cu alte semnale. Este o stare medie.
Tipul 4 – această stare este definită ca un grup compact sosind la mijlocul fazei de verde. Este o stare moderat favorabilă a grupului.
Tipul 5 – această stare se definește ca sosirea unui grup compact la începutul fazei de verde. Este starea cea mai favorabilă.
Tabelul 5.2 – Datele de intrare necesare pentru analizarea fiecărui grup de benzi
Tipul de sosire se observă cel mai bine în teren, dar poate fi aproximat prin examinarea diagramelor timp – spațiu pentru arterele sau străzile în discuție. Tipul de sosire trebuie determinat cât mai corect posibil, deoarece va avea un impact semnificativ în estimarea întârzierii și determinarea nivelului de serviciu. Deși nu sunt parametri definitivi pentru a cuantifica cu precizie tipul de sosire, raportul următor prezintă o valoare utilă.
Rg = PVV/PTV (5.4)
unde:
Rg = raportul de grup
PVV = procentul tuturor vehiculelor care sosesc în timpul fazei de verde
PTV = procentul din ciclu care este verde pentru mișcare; PTV = (V/C) x 100.
PVV trebuie observat în teren, pe când PTV este calculat din sincronizarea semnalului.
Tabelul 5.3. dă domeniile aproximative ale raportului Rp față de tipul de sosire.
Tabelul 5.3 – Relație între tipul de sosire și raportul de grup
O altă condiție de trafic care prezintă interes este activitatea pe benzile de parcare alăturate grupurilor de benzi din analiză. Activitatea de parcare este exprimată în termeni de număr de manevre de parcare pe oră de-a lungul a 75 m de la intersecție, Nm. Fiecare intrare sau ieșire din parcare a unui vehicul se consideră manevră de parcare.
Condiții de semnalizare – Sunt necesare informații complete privind semnalizarea. Aceasta include o diagramă de faze, ilustrând planificarea fazelor, durata ciclului, timpii de verde, și intervalele de schimb. Trebuie să fie identificate fazele de deplasare, inclusiv existența butonului pentru fazele de deplasare ale pietonilor. Unde nu există acest buton, trebuie să fie indicat timpul minim de verde pe fază și să fie prevăzut în sincronizarea semnalului. Durata minimă de verde pentru o fază poate fi estimată ca:
Vp = 7,0+ (lstr/1,2) – G (5.5)
unde:
Vp = timpul minim de verde, în secunde
lstr = distanța de la curbă la centrul celei mai îndepărtate benzi de trafic pe strada ce urmează să fie traversată, sau la cel mai apropiat refugiu pentru pietoni, în m
G = intervalul de schimb (galben + tot timpul de roșu), în secunde.
În acest calcul se presupune că 15% din viteza de mers pe trecerea de pietoni este 1,2 m/s. Aceasta este mai mică decât viteza de mers a pietonilor de 1,4 m/s, considerată viteză medie. Valoarea mai mică este folosită pentru a permite traversarea pietonilor care merg cu viteză mai mică decât media. Acolo unde politicile locale folosesc diferite criterii pentru estimarea cerințelor minime de traversare a pietonilor, acestea trebuie folosite în locul ecuației de mai sus. Acolo unde sunt dependente semnalele de fază, durata ciclurilor și timpii de verde vor varia de la ciclu la ciclu în funcție de cerere. Pentru a stabili valorile pentru analiză, operațiunea de semnalizare trebuie să fie observată în teren în aceeași perioadă în care sunt observate volumele de trafic. Apoi pot fi folosite valorile medii ale duratelor de ciclu și timpii de verde.
Acolo unde urmează să fie stabilită semnalizarea ca parte a analizei, politicile și procedurile locale și de stat trebuie să fie aplicate pentru proiectarea semnalizării pentru analiză. Trebuie observat că o semnalizare de probă nu poate fi proiectată până când nu sunt completate modulele “volume de ajustare” și “debit de saturație”. În unele cazuri, calculele vor fi iterative, deoarece ajustările viraje-stânga pentru virajele permise folosite la modulul “debitul de saturație” depind de sincronizarea semnalizării. De asemenea, Anexa II conține sugestii pentru estimarea sincronizării unui semnal acționat dacă nu sunt disponibile observații din teren.
Valori standard – Ocazional, unele din datele de teren notate în Tabelul 5.2.nu vor fi disponibile. În cazul în care lipsesc variabile importante, poate fi necesar să se realizeze o analiză de planificare. Totuși valorile standard pot fi folosite fără a compromite grav calculele. Aceste valori trebuie folosite cu precauție și trebuie să se recunoască faptul că folosirea aceste valori duce la rezultate aproximative.
Tabelul 5.4. prezintă valorile standard pentru utilizare în cazul în care nu sunt disponibile date din teren. Modulul cu date de intrare însumează informația necesară pentru a realiza analiza următoare. Aceste informații formează baza pentru alegerea valorilor de calcul și a procedurilor în modulele care urmează.
Tabelul 5.4 – Valori standard pentru utilizare în analiză operațională
Modulul de ajustare a volumelor de trafic
În acest modul se efectuează trei pași analitici importanți:
(1) volumele de mișcări (viraje) sunt ajustate la ratele de flux pe perioade de analiză de 15 minute;
(2) sunt stabilite grupurile de benzi pentru analiză;
(3) fluxurile de pe grupurile de benzi sunt ajustate pentru a lua în considerare folosirea neechilibrată a benzilor.
1. Ajustarea volumelor de deplasări pentru a reflecta ratele de vârf ale fluxurilor – ca și în celelalte capitole și proceduri din acest proiect, procesul inițial de calcul este de a transforma cerințele exprimate în volume orare de trafic în rate de flux pe perioade de vârf de 15 min dintr-o oră. Acest lucru este făcut prin împărțirea volumelor de deplasări printr-un factor adecvat al orei de vârf, FOV, care poate fi definit pentru intersecție ca întreg, pentru fiecare direcție de deplasare sau pentru fiecare viraj.
Atunci:
g = v/FOV, cu:
g = fluxul pe perioadă de vârf de 15 min, în vehicule/oră
v = volumul orar, în vehicule/oră
FOV = factorul orei de vârf.
Deoarece nu toate virajele dintr-o intersecție au vârful în același timp, se observă fluxurile directe timp de 15 min și se aleg perioadele critice pentru analiză. Transformarea volumelor orare în fluxuri de vârf folosind factorul FOV presupune că toate virajele au vârful în aceeași perioadă de 15 minute și este de aceea un mod de abordare conservator.
2. Determinarea grupurilor de benzi pentru analiză – Procedura de analiză operațională este dezagregată, asta înseamnă ca este proiectată pentru a considera fiecare direcție de deplasare în intersecție și fiecare grup de benzi dintr-o direcție de deplasare. De aceea este necesar să se determine grupul de benzi adecvat pentru analiză. Grupul de benzi este definit ca una sau mai multe benzi dintr-o direcție de deplasare a intersecției servind pentru una sau mai multe mișcări. Împărțirea intersecției în grupuri de benzi este în general un proces evident relativ care ia în considerare și geometria intersecției și distribuția deplasărilor traficului. În general, este folosit cel mai mic număr de grup de benzi care descrie adecvat funcționarea intersecției. Pot fi folosite următoarele îndrumări:
a. O bandă sau un grup de benzi exclusiv pentru viraje la stânga trebuie să fie desemnate ca un grup separat de benzi. Acest lucru este adevărat și pentru banda exclusivă pentru viraje la dreapta.
b. Pe o direcție de deplasare cu benzi exclusive de viraj stânga sau dreapta, toate celelalte benzi vor fi, în general, incluse într-un singur grup de benzi.
c. În cazul în care o direcție de deplasare cu mai mult de o bandă include o bandă care poate fi utilizată și pentru viraj stânga și pentru mers înainte este necesar să se determine dacă condițiile permit să existe un echilibru sau există atât de multe viraje stânga încât banda este folosită exclusiv ca o bandă pentru viraje stânga.
Pentru a face această determinare se folosește o abordare simplă. Rata de flux pentru viraj stânga este transformată în flux aproximativ echivalent pe direcția înainte:
(5.6)
unde:
StE = rata de flux echivalent viraj stânga, în vehicule pe oră
St = rata de flux stânga, actuală, în vehicule pe oră
0 = rata de flux din direcție opusă, reducând virajele stânga de pe o bandă sau o direcție de deplasare cu o singură bandă; valoarea maximă a 0 este 1399; această valoare este folosită pentru toate 0 1399; 0 = 0 pentru o fază protejată.
De observat că atunci când 0 este egal sau mai mare decât 1400 vehicule pe oră, StE nu are semnificație. În astfel de cazuri virajele stânga față de fluxul opus nu sunt fezabile și trebuie luată în considerare includerea unei faze protejate stânga în ciclul de semnalizare.
Se presupune că în condiții extreme, fluxul de trafic echivalent pentru viraje stânga, StE, ocupă banda cea mai din stânga a direcției de deplasare. Apoi se presupune că fluxul rămas folosește restul de benzi în mod egal. Dacă rata fluxului echivalent pe banda cea mai din stânga depășește rata medie a fluxului pe benzile rămase, se presupune că banda funcționează ca bandă pentru viraj stânga exclusiv și se stabilește un grup de benzi separat. Dacă rata fluxului echivalent pe banda stângă este mai mic decât media ratei fluxului pe benzile rămase, se presupune că vehiculele pentru direcția înainte se vor împărți pe banda din stânga pentru echilibru și întreaga direcție de deplasare este considerată ca un singur grup de benzi. Astfel, dacă:
StE (t – St) / (N – 1), cu:
t = rata fluxului total pe direcția de deplasare, în vehicule pe oră
N = numărul total de benzi pe direcția de deplasare
se presupune că banda stângă funcționează ca bandă exclusivă pentru viraje stânga și se analizează banda ca un grup separat de benzi. Dacă: StE < (t – St) / (N – 1), se presupune că banda stângă va fi folosită și ventru viraj stânga și pentru direcția înainte. Banda se include ca parte a direcției de deplasare totală pentru analiză.
În cazul în care două sau mai multe benzi sunt incluse într-un grup de benzi în scopul analizei, toate calculele ulterioare tratează aceste benzi ca o singură entitate. Tabelul 5.5. ilustrează unele scheme comune pentru analiza grupurilor de benzi.
Operarea unei benzi împărțită pentru viraj stânga și înainte este foarte complexă. Vehiculele pentru virajul stânga execută manevra de viraj printre vehiculele din sens opus. Primul interval între vehicule nu apare până când coada de vehicule din sens opus nu părăsește intersecția. Dacă apare un viraj la stânga în timpul în care coada de vehicule din sens opus părăsește intersecția, acesta blochează efectiv banda și pentru direcția înainte și pentru viraje, până când apare primul interval între vehicule. După aceea, vehiculele pentru virajul stânga pot pătrunde în acest interval în sens opus până se termină faza de verde, moment în care două vehicule care așteaptă să vireze stânga mai pot executa manevra în timpul de galben – roșu. Orice congestie în banda comună stânga – înainte are influență în distribuția benzilor în sensul că vehiculele se vor muta pe benzi adiacente pentru a evita turbulențele și întârzierile. Dacă vehiculul de înainte ajunge în intersecție când apare o fereastră în traficul opus, nici un vehicul ce virează stânga nu o va putea utiliza. Un mare număr de vehicule pe direcția înainte de pe banda comună poate bloca foarte multe din ferestrele disponibile lăsând intervale insuficiente pentru vehiculele care vor să vireze la stânga. Interacțiunea tuturor acestor mecanisme conduce la un echilibru în alegerea benzilor. Procedurile din acest capitol se adresează acestei stări de echilibru și permit analizarea ca un singur grup de benzi a benzilor înainte și viraj stânga.
3. Ajustarea pentru distribuția pe bandă. Volumele de mișcări au fost determinate pe perioade de 15 min și au fost stabilite grupele de benzi pentru analiză. Ratele de flux pe fiecare grup de benzi sunt acum ajustate pentru a reflecta utilizarea inegală a benzilor. În cazul în care există mai mult decât o bandă, fluxul nu se va divide în mod egal. Determinarea utilizării benzii reflectă aceasta și extinde analiza ratei fluxului pentru a evidenția fluxul pe banda cu cea mai mare utilizare. Astfel:
= ng x U (5.7)
unde:
= cererea ajustată a ratei de flux pentru grupul de benzi, în vpo
ng = cererea neajustată a ratei de flux pentru grupul de benzi, în vpo
U = factorul de utilizare a benzii.
Tabelul 5.5 – Grupuri tipice de benzi ce pot fi analizate
Factorul de utilizare a benzii (tabelul 5.6) este folosit doar atunci când se dorește să se analizeze cea mai proastă bandă din două sau mai multe benzi dintr-un grup de benzi. Când se dorește determinarea condițiilor medii pentru un grup de benzi, factorul este fixat la valoarea 1,00. De asemenea valoarea 1 poate fi stabilită când raportul /c pentru un grup de benzi se apropie de 1, deoarece benzile tind să fie egal utilizate în astfel de situații. Când este folosit, factorul presupune că cea mai folosită bandă dintr-un grup de două benzi deservește 52,5 % din fluxul total, pe când cea mai folosită bandă dintr-un grup de trei benzi deservește 36,7% din fluxul total.
Tabelul 5.6 – Factorul de utilizare al benzii
Modulul fluxului de saturație
În acest modul este calculată rata fluxului de saturație pentru fiecare grup de benzi. Fluxul de saturație este fluxul în vehicule pe oră care poate fi preluat de un grup de benzi presupunând că faza de verde a fost tot timpul disponibilă pentru direcția de deplasare – asta înseamnă că raportul verde, V/C = 1,00. Calculele încep cu alegerea unei rate “ideale” de saturație a fluxului, în mod uzual 1800 vehicule pe oră pe timp de verde pe bandă (vpovpb) și ajustarea acestei valori pentru o varietate de condiții predominante care nu sunt ideale.
s = s0 N fl fVG fg fp fba fz fVDr fVSt (5.8)
unde:
s = rata fluxului de saturație pentru grupul de benzi luat în calcul, exprimat ca un total pentru toate benzile din grupul de benzi în condiții predominante, în veh/oră
s0 = rata ideală de saturație a fluxului pe bandă, uzual 1800 vpovpb (vehicule/oră, timp verde, bandă)
N = numărul benzilor din grupul de benzi
fl = factor de ajustare pentru lățimea benzii, benzile au lățimea standard de 3,6 m; dat în tabelul 5.7
fVG = factorul de ajustare pentru vehicule grele în curentul de trafic; dat în tabelul 5.8
fg = factorul de ajustare pentru panta direcției de deplasare; dat în tabelul 5.9
fp = factorul de ajustare pentru existența unei benzi de parcare alăturate grupului de benzi și activitatea de parcare pe acea bandă; dat în tabelul 5.10
fba = factorul de ajustare pentru efectul de blocare produs de autobuzele locale care opresc în intersecție; dat în tabelul 5.11
fz = factorul de ajustare pentru tipul zonei; dat în tabelul 5.12
fVDr = factorul de ajustare pentru viraje la dreapta în grupul de benzi, dat în tabelul 5.13
fVSt = factorul de ajustare pentru viraje stânga în grupul de benzi, dat în tabelul 5.14, sau calculat așa cum este descris în secțiunile următoare.
În cazul în care nu sunt disponibile date definind fiecare din factorii de mai sus, poate fi luată o valoare din oficiu de 1600 veh/oră, timp verde, bandă x N. Totuși când se folosește această valoare, analiza devine foarte aproximativă.
1. Factori de ajustare – Folosirea factorilor de ajustare este asemănătoare cu cea din capitolele precedente. Fiecare factor reprezintă impactul uneia sau a mai multor condiții predominante care sunt diferite de condițiile ideale pentru care se aplică rata ideală a fluxului de saturație de 1800 autoturisme/oră, timp de verde, bandă.
Factorul de lățime a benzii, fl, reprezintă impactul negativ al benzilor înguste asupra fluxului de saturație și ține cont de fluxul crescut pe benzile late. Benzile standard au 3,6 m lățime. Efectul vehiculelor grele și al pantei sunt tratate de factori separați, fVG și respectiv fg. Tratarea lor separată recunoaște că autoturismele sunt afectate de panta direcțiilor de deplasare, așa cum sunt și vehiculele grele.
Factorul pentru vehicule grele reprezintă spațiul suplimentar ocupat de aceste vehicule și deosebirile în capacitățile de funcționare ale acestor vehicule față de autoturisme.
Factorul de pantă reprezintă efectul pantelor în funcționarea tuturor vehiculelor.
Factorul de parcare, fp, reprezintă divergența benzii de parcare cu fluxul de pe benzile alăturate, precum și blocarea ocazională a unei benzi alăturate prin deplasare în interiorul și în afara spațiilor de parcare.
Factorul de blocare al autobuzelor, fba, reprezintă impactul autobuzelor locale în tranzit, oprind pentru a urca sau a coborî călători în apropiere sau mai departe de stația de autobuz.
Factorul tipului de suprafață, fz, reprezintă ineficiența relativă a intersecțiilor din zone comerciale în comparație cu cele din alte amplasări. Factorii de virare depind de un număr de parametri. Cea mai importantă caracteristică este modul în care se efectuează virajele în intersecție. Virajele se pot efectua în afara benzilor exclusive sau partajate, cu semnal de fază permis sau protejat, sau combinații ale acestor condiții. Impactul virajelor asupra ratelor de saturare a fluxului este puternic dependent de modul de executare a virajelor.
Factorul de virare la dreapta, fVDr, depinde de un număr de variabile:
Dacă virajele la dreapta sunt efectuate de pe o bandă exclusivă sau partajată
Tipul de semnal de fază (protejat, permis, sau protejat plus permis); un semnal protejat pentru viraj dreapta nu intră în contradicție cu circulația pietonilor.
Volumul de pietoni care folosește trecerile de pietoni
Proporția virajelor dreapta care folosesc o bandă partajată
Proporția virajelor dreapta care folosesc o porțiune protejată a unei faze protejate plus permisă.
Cazul e. trebuie determinat prin observații pe teren, dar poate fi estimat grosier din sincronizarea semnalului. Aceasta se face presupunând că proporția vehiculelor care virează la dreapta pe faza protejată este aproximativ egală cu proporția fazei de virare care este protejată.
Când este permis virajul la dreapta pe roșu, volumul de viraje dreapta poate fi redus cu volumul de vehicule virând dreapta pe roșu. Aceasta se face în general pe baza volumelor orare, înainte de transformarea în rate de flux.
Factorul de virare la stânga, fVSt, se bazează pe variabile asemănătoare, incluzând:
Dacă virajele la stânga sunt efectuate de pe o bandă exclusivă sau partajată.
Tipul de semnal de fază (protejat, permis, sau protejat plus permis).
Proporția virajelor stânga care folosesc o bandă partajată.
Rata fluxului opus când sunt permise virajele stânga.
Factorii de viraj reprezintă în esență faptul că aceste mișcări nu pot fi făcute la aceleași rate de flux ca mișcările de înaintare. Ele consumă mai mult din timpul de verde disponibil și în consecință, mai mult din capacitatea disponibilă a intersecției. Acești factori de ajustare sunt dați în tabelele 5.7. până la 5.14.
2. Procedura specială – factorul de ajustare pentru viraje la stânga pentru faza admisă – când un grup de benzi include viraje stânga permise, factorul de ajustare pentru viraje stânga trebuie calculat folosind un șir complex de ecuații. Ecuațiile aproximează efectul fluxurilor de echilibru care rezultă din interacțiunea vehiculelor ce virează stânga, vehiculele ce merg înainte și fluxul opus. Procedura este folosită pentru toate virajele permise la stânga, chiar dacă provin de pe o bandă exclusivă sau partajată.
Tabelul 5.7 – Factorul de ajustare pentru lățimea benzii
Tabelul 5.8 – Factorul de ajustare pentru vehiculele grele
Tabelul 5.9 – Factorul de ajustare pentru înclinare
Tabelul 5.10 – Factorul de ajustare pentru parcări, fp
Tabelul 5.11 – Factorul de ajustare pentru blocajele provocate de autobuze, fba
Tabelul 5.12 – Factorul de ajustare pentru tipul zonei, fz
Tabelul 5.13 – Factorul de ajustare pentru viraje la dreapta, fVDr
Tabelul 5.13 – Factorul de ajustare pentru virajul la dreapta – continuare
Tabelul 5.13 – Factorul de ajustare pentru virajul la dreapta – continuare
Tabelul 5.14 – Factorul de ajustare pentru virajele la stânga, fVSt
* Această valoare este o estimare de început. Soluțiile în acest caz sunt iterative. În multe situații este recomandabil să se trateze acest caz ca faze separate, protejată și permisă.
În ecuațiile pentru determinarea factorului de ajustare pentru viraj stânga, fVSt, se folosesc următoarele variabile:
C = lungimea ciclului, în sec
V = timp efectiv de verde, în sec
Vc = timpul de fază verde blocată pentru virajul stânga al vehiculelor prin epuizarea unei cozi de vehicule din sens opus, Vc = V – Vu
Vu = timp de verde neblocat de epuizarea unei cozi de vehicule din sens opus
V0 = porțiunea inițială a fazei de verde, în timpul căreia vehiculele se pot deplasa pe o bandă comună stânga/înainte; deplasarea continuă până la sosirea primului vehicul cu direcția stânga, care așteaptă până ce coada din sens opus se termină, blocând banda pentru porțiunea rămasă de Vc, în sec;
ESt = vehicule pentru direcția înainte echivalente pentru virajul la stânga opus;
t = rata totală a fluxului pe direcție de deplasare, în veh/oră
FP= rata de flux principală de pe direcția de deplasare; rata totală a fluxului pe direcția de deplasare minus virajele la stânga de pe o bandă exclusivă sau de pe o direcție de deplasare cu o singură bandă, în veh/oră; valoarea maximă a FP este 1399; această valoare este folosită în toate cazurile când FP 1399;
VSt = rata fluxului de viraje la stânga;
PVSt = proporția de viraje la stânga din fluxul unui grup de benzi
PVStO = proporția de viraje la stânga din fluxul de pe sensul opus
PSt = proporția de viraje stânga dintr-o bandă mediană comună sau bandă pentru viraje stânga
PÎn = proporția vehiculelor pentru direcția înainte pe o bandă comună mediană sau bandă de viraje stânga
N = numărul benzilor într-un grup de benzi sau direcție de deplasare
Nop = numărul benzilor principale din sens opus
op = rata fluxului opus, scăzând virajele la stânga de pe o bandă exclusivă sau direcție de deplasare cu o bandă; valoarea maximă a lui op este 1399; această valoare este folosită pentru toate op 1399. Pentru fază protejată op = 0.
sop = rata fluxului de saturație pentru direcția de deplasare opusă, în veh/oră
Yop = raportul fluxului pentru direcția de deplasare opusă; Yop = op / sop
fsSt = factorul de saturație pentru viraje stânga.
Factorul de ajustare pentru viraje stânga reflectă 3 fluxuri componente și o fază de verde dată:
(1) fluxul pe direcția înainte pe o bandă comună la începutul fazei de verde până la sosirea vehiculelor pentru viraje stânga, blocând banda în timp ce așteaptă să vireze;
(2) fluxul pe bandă comună sau fluxul pe bandă pentru viraje stânga în timpul perioadei nesaturate a fluxului opus;
(3) virajele la stânga efectuate la sfârșitul fazei de verde de vehicule care așteaptă deja în intersecție un interval adecvat în fluxul opus.
Calculul unui factor adecvat de ajustare pentru viraje stânga se desfășoară folosind următoarea secvență:
a. Rata fluxului de saturație pentru un flux opus se estimează cu:
(5.9)
unde Nop nu include benzi exclusive pentru viraje stânga sau dreapta pe direcția de deplasare opusă, FP este fluxul principal pe direcția de deplasare respectivă, neincluzând viraje stânga de pe o bandă exclusivă sau direcție de deplasare cu o bandă, iar numitorul ecuației reprezintă o medie ponderată a echivalentului pentru vehicule pe direcția înainte pentru fluxul opus.
b. Raportul fluxului pentru fluxul opus poate fi calculat cu:
Yop = op / sop (5.10)
c. Porțiunea de fază verde care nu este blocată de o coadă de vehicule din sens opus este estimată cu:
(5.11)
Vu = 0, dacă Yop V / C
Pentru a avea capacitate de virare la stânga alta decât la sfârșitul fazei de verde, trebuie ca Vu 0 și V/C > Yop. Raportul de verde opus trebuie să depășească raportul de flux opus. Această cerință poate fi utilă când se presupune că există semnalizare, ca în problema de dimensionare.
d. Factorul de saturație pentru viraje stânga se calculează considerând fluxul opus ca:
fsSt = (875 – 0,625 op ) / 1000 (5.12)
unde op este fluxul total de trafic din sensul opus. Trebuie să fie incluse vehiculele care virează stânga doar când aceste viraje se efectuează de pe o bandă comună pe o direcție de deplasare cu mai multe benzi în timpul unei faze permise. Virajele la stânga nu sunt incluse în fluxul opus când sunt efectuate de pe o direcție de deplasare cu o singură bandă sau de pe o bandă exclusivă stânga.
e. Când virajul la stânga este făcut de pe o bandă comună, proporția fluxului la stânga pe bandă comună se determină din:
PSt = PVSt [1 + (N – 1)V / (fsStVu + 4,5)] (5.13)
Când respectivul viraj la stânga este făcut de pe o bandă exclusiv viraj stânga, PSt = 1,00, deoarece 100% din trafic este pe banda cu viraj stânga.
f. Durata fazei de verde în timpul căreia vehiculele pentru direcția înainte se pot deplasa pe banda comună până sosește un vehicul pentru viraj stânga, este estimată cu:
(5.14)
unde Vc = V – Vu. Dacă este analizată o bandă separată pentru viraj stânga, PÎn = 0 și Vf = 0
g. În timpul porțiunii de fază în care fluxul opus nu este saturat, Vu, echivalentul aproximativ pentru vehicule pe direcția înainte pentru virajele stânga din sens opus, este:
(5.15)
h. Factorul pentru viraje stânga pentru o bandă comună stânga/înainte sau o bandă exclusivă stânga, este dat de:
(Notă: fm 1.0) (5.16)
Acest factor se aplică doar la benzi simple de pe care se poate face oricum virajul la stânga. Astfel, în cazul în care urmează să se ia în considerare o bandă pentru viraje stânga, sau o direcție de deplasare cu o singură bandă, fVSt = fm.
Pentru benzile comune pe o direcție de deplasare cu mai multe benzi, factorul pentru viraje stânga pentru grupul de benzi sau pentru direcția de deplasare este:
fVSt = (fm + N -1) / N. (5.17)
Deși această procedură pentru determinarea factorului pentru viraje stânga, pentru virajele stânga permise, este într-o oarecare măsură complexă, este o reprezentare analitică rezonabilă a unui proces de echilibru complex.
Trebuie observat că determinarea exactă a factorului de ajustare pentru viraje stânga necesită parametri de sincronizare a semnalului, precum și cunoașterea lungimilor caracteristice ale ciclurilor și timpii de verde. Când nu este cunoscut semnalul de sincronizare, se poate presupune un ciclu de 60 până la 90 sec, cu timpii de verde proporționali cu media fluxurilor pe bandă în timpul fiecărei faze. Aceste ipoteze pot fi iterate după ce este stabilită o sincronizare definitivă, dar deseori acest lucru nu este necesar, deoarece impactul acestora asupra factorului final nu este substanțial.
Modulul analizei de capacitate
În modulul analizei de capacitate, rezultatele calculelor din modulele anterioare sunt folosite pentru a calcula variabilele cheie, incluzând:
Raportul de flux pentru fiecare grup de benzi
Capacitatea fiecărui grup de benzi
Raportul /c pentru fiecare grup de benzi
Raportul critic /c pentru toată intersecția
Rapoartele de flux sunt calculate prin împărțirea fluxului ajustat necesar, , calculat în “modulul volumului ajustat” la rata ajustată a fluxului de saturație, s, calculată în “modulul ratei fluxului de saturație”.
Capacitatea fiecărui grup de benzi se calculează cu ecuația 5.1:
ci = si x (V / C)i
Dacă nu este cunoscut semnalul de sincronizare, va trebui să se estimeze sau să se presupună un plan de sincronizare pentru a efectua aceste calcule.
Raportul /c pentru fiecare grup de benzi este calculat direct, prin împărțirea fluxurilor ajustate la capacitățile calculate mai sus, conform ecuației 5.2:
Xi = i / ci
Parametrul final de capacitate care interesează este raportul critic /c, Xc, pentru intersecție. Este calculat conform ecuației 5.3:
Xc = (/s)c,i x [C / (C – Tp)]
Raportul indică proporția capacității disponibile care este folosită de vehicule pe grupul de benzi critice (decisive). Dacă raportul depășește valoarea 1,00, unul sau mai multe grupuri de benzi critice vor fi suprasaturate. Este un indiciu că dimensionarea intersecției, lungimea ciclului, planul de fază și/sau sincronizarea semnalului sunt inadecvate pentru situația existentă sau proiectată. Un raport mai mic decât 1,00 arată că proiectul, lungimea ciclului și planul de fază sunt potrivite pentru a suporta toate fluxurile critice fără a necesita depășirea capacității, presupunând că timpii de verde sunt proporțional stabiliți. În cazul în care secvențele de fază nu sunt proporționale, unele necesități de deplasare pot depăși capacitățile chiar dacă raportul critic /c este mai mic decât 1,00.
Calculul acestui raport necesită identificarea grupurilor de benzi critice. Dacă nu sunt suprapuneri ale semnalelor de fază în proiectarea semnalului, determinarea grupurilor de benzi critice este directă. Fazele care se suprapun (fazele concurente) complică problema, deoarece diferite grupuri de benzi se pot deplasa în câteva faze ale semnalului. Pot fi folosite următoarele îndrumări pentru determinarea grupurilor de benzi critice:
1. Atunci când fazele nu se suprapun:
Va fi un grup de benzi critice pentru fiecare semnal de fază
Grupul de benzi cu cel mai mare raport de flux, /s, a acelor grupuri de benzi deplasându-se într-un semnal de fază dat critic
Când sincronizarea semnalului urmează a fi estimată sau presupusă, se folosesc grupurile de benzi critice pentru determinarea sincronizării.
2. Atunci când fazele se suprapun:
Pe baza planului de faze trebuie identificate combinațiile grupurilor de benzi care pot consuma partea cea mai mare din capacitatea disponibilă. Acestea sunt aceleași grupuri de benzi care vor controla sincronizarea semnalului dacă acești timpi urmează să fie estimați. Acest principiu este cel mai bine ilustrat prin exemplu.
Modulul nivel de serviciu
În modulul nivel de serviciu, întârzierea medie la stop pe vehicul este estimată pentru fiecare grup de benzi și se calculează media pe direcțiile de deplasare sau intersecție ca întreg. Nivelul de serviciu este legat direct de valoarea de întârziere și se găsește în Tabelul 5.1.
1. Întârzieri presupunând sosiri întâmplătoare – întârzierea pentru fiecare grup de benzi se găsește folosind următoarea relație:
(5.18)
unde:
î = întârzierea medie la stop pe vehicul pentru grupul de benzi, în sec/veh
C = lungimea ciclului, în sec
V/C = raportul de verde pentru grupul de benzi; raportul timpului efectiv de verde la lungimea ciclului
X = /c rata fluxului pentru grupul de benzi
c = capacitatea grupului de benzi.
Ecuația de mai sus prognozează întârzierea medie la stop pe vehicul pentru un model de sosiri întâmplătoare ale vehiculelor pe direcția de deplasare.
Primul termen al ecuației reprezintă întârzierea uniformă, adică întârzierea care se produce dacă cererea de sosiri pe grupul de benzi în discuție este uniform distribuită în timp. Al doilea termen al ecuației reprezintă întârzierea crescătoare a sosirilor întâmplătoare peste sosirile uniforme și pentru întârzierile suplimentare datorate eșecurilor ciclurilor. Ecuația dă rezultate rezonabile pentru valorile lui X între 0,0 și 1,0. Dacă se produce suprasaturarea pe perioade mai lungi (>15 min), este dificil de estimat cu precizie întârzierea, deoarece coada se poate extinde până la intersecțiile învecinate. Ecuația poate fi folosită cu atenție pentru X până la 1,2, dar estimările întârzierilor pentru valori mai mari nu sunt recomandate. Suprasaturarea (X > 1,0) este o condiție nedorită care trebuie ameliorată dacă este posibil.
Deseori este util să se calculeze termenii de întârziere și întârziere crescătoare ca valori separate. Aceasta permite analistului să vadă contribuția relativă a eșecurilor ciclurilor individuale la întârzierea totală. Atunci:
î = î1 + î2 (5.19)
î1 = primul termen al întârzierii uniforme, în sec/veh
î2 = al doilea termen al întârzierii crescătoare, în sec/veh.
2. Factorul de ajustare a progresiei – așa cum s-a observat, întârzierea estimată din ecuațiile de mai sus este pentru condiția de sosiri întâmplătoare. În cele mai multe cazuri, sosirile nu sunt întâmplătoare, dar sunt grupate ca rezultat al progresiei semnalului și a altor factori. Într-o analiză operațională, ca parte a datelor de intrare, sunt definite cinci tipuri de sosiri și pentru fiecare grup de benzi trebuie să fie specificat unul. Întârzierea obținută din ecuațiile de mai sus este multiplicată cu factorul de ajustare a progresiei, dat în tabelul 5.15.
Când semnalul de avansare este favorabil grupului de benzi în discuție, întârzierea va fi considerată mai mică decât la sosirile întâmplătoare. Asemănător, când semnalul de avansare este nefavorabil, întârzierea poate fi considerată mai mare decât pentru sosirile întâmplătoare. Variația întârzierii cu calitatea progresiei descrește deoarece raportul /c (X) se apropie de 1,00 și este mai mare pentru semnalele presincronizate decât pentru alte tipuri de semnalizare. În general, întârzierile pentru viraje la stânga nu sunt afectate de progresie: fazele protejate ale virajelor la stânga avansează rareori, iar întârzierea permisă pentru virajele la stânga este puternic dependentă de traficul din sens opus.
Întârzierea este o variabilă complexă sensibilă la o varietate de condiții locale și de mediu. Aceste proceduri asigură estimări rezonabile pentru întârzierile prognozate în condiții medii și sunt foarte utile când sunt folosite pentru a compara condițiile operaționale pentru diferite proiecte geometrice sau de semnalizare. Când se evaluează condițiile existente, este recomandabil să se măsoare întârzierea în teren.
Tabelul 5.15 – Factorul de ajustare a progresiei, FP
3. Totalizarea estimărilor de întârziere – Procedura pentru estimarea întârzierilor produce media întârzierilor la stop pe vehicul pentru fiecare grup de benzi. De asemenea este de dorit să se însumeze aceste valori pentru a găsi întârzierea medie pentru o direcție de deplasare în intersecție și pentru intersecție ca întreg. În general, acest lucru se face prin calcularea mediilor ponderate, unde întârzierile pe grupuri de benzi sunt ponderate prin ajustarea fluxurilor pe grupuri de benzi.
Astfel, întârzierea pentru o direcție de deplasare se calculează ca:
(5.20)
unde:
îA = întârzierea pentru direcția de deplasare A, în sec/vehicul;
îi = întârzierea pentru grupul de benzi i (pe direcția de deplasare A), în sec/vehicul;
i = fluxul ajustat pentru grupul de benzi i, în vehicule/oră.
Întârzierea pe direcție de deplasare poate fi apoi ponderată pentru a găsi întârzierea medie pe intersecție:
(5.21)
unde:
îI = întârzierea medie pe vehicul în intersecție, în sec/veh;
A = fluxul ajustat pe direcția de deplasare A, în vehicule pe oră.
4. Determinarea nivelului de serviciu – nivelul de serviciu al intersecției este legat direct de întârzierea medie la stop pe vehicul. O dată estimate întârzierile pentru fiecare grup de benzi și însumate pentru fiecare direcție de deplasare și intersecție ca întreg, se consultă tabelul 5.1 și sunt determinate nivelurile de serviciu adecvate.
Interpretarea rezultatelor
Rezultatele unei analize operaționale vor duce la două rezultate cheie care trebuie considerate:
1. Raporturile /c pentru fiecare grup de benzi și pentru intersecție ca întreg.
2. Întârzierea medie la stop pentru fiecare grup de benzi și direcție de deplasare, pentru intersecție ca întreg și nivelurile de serviciu corespunzătoare.
Fiecare raport /c mai mare de 1,0 reprezintă o indicație a unei blocări de circulație prezente sau posibile și este o condiție care necesită ameliorare. Când raportul /c este mai mic decât 1,00 dar unele grupuri de benzi au raportul v/c mai mare de 1,00, timpul de verde este în general necorespunzător distribuit și trebuie încercată resincronizarea folosind fazarea existentă.
Când raportul critic /c este mai mare decât 1,00 aceasta este o indicație că semnalizarea generală și dimensionarea geometrică au capacitate inadecvată pentru fluxurile existente sau proiectate. Îmbunătățirile care pot fi considerate includ:
Modificări de bază în geometria intersecției (numărul și utilizarea benzilor).
Lungimea ciclului de semnalizare.
Modificarea planului fazelor de semnalizare.
Trebuie observat că raporturile /c apropiate de valoarea 1,00 reprezintă situații cu capacitatea disponibilă mică de a absorbi cererile crescânde. În particular, acolo unde vor fi folosite volumele proiectate, inexactitățile normale în astfel de proiecte pot duce la operarea intersecției aproape de capacitatea de suprasaturare.
Nivelul de serviciu este o măsură a acceptabilității nivelurilor de întârziere la stop a automobiliștilor la o intersecție dată. Când întârzierile sunt inacceptabile, trebuie examinată cu atenție cauza întârzierilor. Dacă o progresie nefavorabilă este principalul motiv la întârziere, modificarea dimensiunilor intersecției și semnalizarea intersecției vor avea un impact mic; trebuie examinate echilibrarea și coordonarea arterială pentru posibile îmbunătățiri. În cazul în care progresia este rezonabilă și totuși există întârzieri inacceptabile, trebuie examinată posibilitatea măririi capacității prin modificarea dimensionării geometrice sau a semnalizării.
În unele cazuri, întârzierea va fi mare chiar dacă rapoartele /c sunt mici. În aceste situații sunt în general prezente progresie lentă și/sau o lungime de ciclu inadecvată.
Trebuie evidențiat următorul aspect: poate exista întârziere inacceptabilă și în cazurile în care capacitatea este o problemă și în cazurile în care capacitatea este adecvată. Mai mult, niveluri acceptabile de întârziere nu înseamnă în mod automat ca este suficientă capacitatea. Analiza trebuie să ia în considerație și rezultatele modulului de analiză a capacității și al modulului nivelului de serviciu pentru a obține o imagine completă a funcționării intersecției existente sau proiectate.
Datorită complexității acestei metodologii, sunt prevăzute fișe de calcul detaliate pentru calculul fiecărui modul de analiză. Acestea sunt prezentate și discutate în secțiunea “Procedee pentru aplicații” a acestui capitol.
Analiza de planificare
Analiza de planificare a intersecțiilor este o evaluare cuprinzătoare a capacității unei intersecții fără considerarea detaliilor de semnalizare. Asigură o evaluare primară a capacității (dacă va fi depășită sau nu pentru un set dat de volume și geometrii).
Deoarece semnalizarea nu se consideră în analiza de planificare, nu este posibil să se aprecieze întârzierea sau nivelul de serviciu.
Informații de intrare
Analiza de planificare necesită date de bază privind:
Geometria – numărul și utilizarea benzilor pe fiecare direcție de deplasare
Volumele – date în vehicule pe oră pentru fiecare deplasare
Procedura nu consideră detalii privind lățimea benzii, condiții de parcare, sau alte caracteristici și nici numărul camioanelor și autobuzelor din trafic.
Analiza de planificare identifică deplasările critice pe fiecare bandă mai degrabă decât pe grup de benzi, ca în procedura de analiză operațională. Astfel, volumele trebuie să fie stabilite pe bandă:
acolo unde sunt prezente benzi pentru viraje exclusive, toate virajele sunt distribuite pe banda de virare adecvată;
pentru benzile mixte și/sau directe când nu sunt prezente viraje la stânga permise, volumul este distribuit în mod egal între benzile disponibile;
când virajele la stânga permise sunt incluse în benzile mixte, vehiculele sunt distribuite pe benzile directe și mixte în număr de autoturisme echivalente. Toate vehiculele care virează la dreapta sau merg înainte au numărul de autoturisme echivalente 1,00 , pe când virajele la stânga permise au următoarele valori de autoturisme echivalente:
Această distribuție este supusă cerinței ca toate virajele la stânga să fie distribuite pe banda mixtă cea mai spre stânga.
Analiza de capacitate
Analiza de capacitate se bazează în întregime pe vehicule mixte pe oră. Nu se fac transformări pentru a reprezenta distribuția pe tipuri de vehicule, volumele de viraje, caracteristicile geometrice (cum ar fi lățimea benzilor, pante etc), sau alte caracteristici detaliate. Singura excepție de la această tehnică simplă este abordarea pentru o bandă, unde volumele de viraje la stânga sunt considerate în termeni de număr total de autoturisme echivalente.
Deoarece nu este cunoscută semnalizarea în analiza de planificare, combinațiile volumelor de pe benzile critice sunt identificate prin considerarea deplasărilor contradictorii. Pentru o stradă orientată nord-sud, conflictele critice sunt virajele stânga DN cu deplasări înainte DS și virajele stânga DS cu deplasări înainte DN. Volumul critic pentru strada nord-sud este cea mai mare sumă dintre:
– volumul viraje stânga DN plus volumul maxim pe o singură bandă pentru înainte DS plus deplasările viraje dreapta, sau
– volumul viraje stânga DS plus volumul maxim pe o singură bandă pentru înainte DN plus deplasările viraje dreapta.
Asemănător, volumul critic pentru strada orientată est-vest este suma cea mai mare dintre:
– volumul viraje stânga DE plus volumul maxim pe o singură bandă pe direcția înainte DV plus deplasări viraje dreapta, sau
– volumul viraje stânga DV plus volumul maxim pe o singură bandă pe direcția înainte DE plus deplasările viraje dreapta.
Volumul critic total pentru intersecție este suma volumelor critice pentru străzile nord-sud și est-vest. Volumul critic pentru intersecție se compară cu valorile din tabelul 5.16.
Deoarece capacitatea nu poate fi precis definită când nu sunt definite complet semnalizarea, detaliile geometrice și condițiile de trafic, rezultatele analizei de planificare sunt în general determinări ale condițiilor probabile de trafic în intersecție.
Tabelul 5.16 – Criterii de capacitate pentru analiza de planificare la intersecțiile semnalizate
Capacitatea va varia considerabil cu lungimea ciclului, numărul de faze, timpul pierdut, pante, lățimea benzilor, prezența vehiculelor grele și alți numeroși factori. Valorile din Tabelul 5.16 reprezintă un domeniu de situații ce se produc în mod normal, inclusiv:
Lungimea ciclului de la 30 la 120 sec
Timp pierdut de la 6 sec/ciclu până la 14 sec/ciclu
Procent de vehicule grele de la 0 la 10
Teren nivelat
Lățimea standard a benzii de la 3 la 3.6 m.
Pentru această gamă de condiții, volumele critice mai mici de 1.200 vpo vor fi efectiv sub capacitatea intersecției, pe când valorile mai mari de 1.400 vpo vor fi mai mari decât capacitatea intersecției în cele mai multe cazuri. Pentru volumele critice între 1.200 și 1.400 vpo, aprecierea este dificilă deoarece caracteristicile notate mai sus vor fi aspecte importante în depășirea sau nedepășirea capacității. Pentru astfel de cazuri singura evaluare posibilă este că volumul este aproape de capacitatea intersecției și ar putea fi mai mică sau mai mare decât capacitatea, în funcție de condițiile predominante.
Analiza de planificare este un instrument util în evaluarea potrivirii proiectelor propuse pentru intersecție sau pentru compararea alternativelor de proiectare. Totuși astfel de analize sunt preliminare și generale. Deoarece procesul de planificare începe de la etapa de proiectare și, pe măsură ce devin disponibile mai multe informații, trebuie realizată analiza operațională pentru a obține o analiză definitivă atât a capacității cât și a întârzierii în intersecție.
Alte analize
Așa cum s-a observat anterior, procedurile de calcul din acest capitol evidențiază că estimarea nivelului de serviciu (întârzierea) se bazează pe cerințele de trafic cunoscute sau proiectate, semnalizare și geometria intersecției. Alte aplicații de calcul includ:
determinarea rapoartelor /c și ratele de flux în serviciu asociate cu nivelurile de serviciu alese, față de o geometrie și o semnalizare cunoscute;
determinarea parametrilor de sincronizare a semnalizării când datele de intrare cunoscute sunt nivelul de serviciu ales, ratele de flux necesare și geometria intersecției;
determinarea parametrilor geometrici (număr de benzi, alocarea benzilor etc) față de un nivel de serviciu ales, rate de flux necesare și geometria intersecției.
Algoritmi pentru coordonare la nivelul rețelei
Sistemele de management al traficului (UTC – Urban Traffic Control) reprezintă modalități de dirijare și control centralizat al traficului rutier pe arii extinse, care înglobează tehnologii ITS pentru detecția, prelucrarea, transmiterea și distribuția informațiilor legate de trafic. În ultima vreme se pune tot mai mult accentul pe combinarea sistemelor de management al traficului cu monitorizarea condițiilor de mediu și poluare și dirijarea transportului public urban, realizându-se astfel un grad tot mai mare de integrare a acestor sisteme.
Sistemele UTC pot oferi baza pentru un sistem de control extins, în general denumit Controlul și Managementul Traficului Urban (UTMC – Urban Traffic Management and Control). Acestea includ operarea cu vehicule pentru servicii de urgență și prioritatea transportului public cum ar fi prioritatea autobuzelor și integrarea cu sistemele de informare ca de exemplu panourile cu mesaje variabile, sisteme de informare a conducătorilor auto în timp real și sisteme de ghidare de rută, precum și informarea privind locurile de parcare.
Un sistem integrat de management al traficului monitorizează caracteristicile traficului în timp real și ca un rezultat al informațiilor de trafic și parametrilor setați, implementează automat timpii de trafic sincronizați. Sincronizarea (adaptivitatea) este aplicată pe grupe de intersecții și treceri pietonale, algoritmul bazându-se pe principii de coordonare între intersecțiile din aval și din amonte. Un astfel de sistem trebuie să fie modular și redundant cu o arhitectură distribuită pentru a nu pierde funcționalitatea la nivel local și trebuie să „reacționeze” la diferite tipuri de defecțiuni, cum ar fi cele ale:
sistemului central;
intersecțiilor adiacente;
rețelei de comunicații;
detectorilor;
automatului de trafic.
În continuare sunt descrise succint soluțiile aplicabile în cazul apariției unor defecțiuni dintre cele menționate mai sus:
În cazul in care sistemul central se defectează sau nu mai funcționează, fiecare intersecție poate comunica cu intersecțiile adiacente și va realiza funcția de „adaptivitate” pe baza senzorilor proprii și ai celor ai celorlalte intersecții.
În cazul în care intersecțiile adiacente unei intersecții nu mai funcționează sau rețeaua de comunicații nu mai funcționează, intersecția poate funcționa doar pe baza informațiilor primite de la senzorii proprii.
În cazul în care o intersecție nu mai are conexiune cu sistemul central, intersecțiile adiacente sau cu senzorii proprii atunci aceasta va funcționa programului/ programelor fixe care se află stocate în automatul de semaforizare.
Strategia de control a unui astfel de sistem este bazată pe o buclă închisă de control al răspunsului (feedback), astfel încât se monitorizează permanent starea rețelei (de la detectoare sau alte surse de informație) și se răspunde în timp real prin modificarea parametrilor de trafic.
Dar sistemele de management al traficului urban nu trebuie numai să știe să funcționeze corect. Ele trebuie, de asemenea, să poată să își poarte singure de grijă. De aceste sarcini se ocupă sistemele auxiliare, de tip Fault Management, care vor anunța personalul de întreținere de apariția unui defect la un automat de trafic, la un senzor sau la sistemul de comunicații. Fără un asemenea sistem auxiliar, funcționarea la parametrii proiectați a unui sistem mare cum este cel UTC nu ar fi posibilă. De aceea, la orice implementare de sisteme de management al traficului urban trebuie să se conceapă o nouă abordare. Aceste sisteme au nevoie în primul rând de o politică în domeniul traficului rutier urban, de strategii de dezvoltare de care să țină cont în viitor, pentru a nu deveni din unealtă utilă o frână, de personal și de exploatare și întreținere. Practic, sistemele de management al traficului rutier urban sunt niște organisme vii, care au nevoie de întreținere permanentă. Senzorii unui sistem de acest tip reprezintă simțurile acestui organism, sistemele de calcul și comunicații sistemul său nervos iar automatele de trafic și semafoarele, sau panourile cu mesaje variabile, membrele sale și sistemul muscular, cu care dirijează traficul.
Scopurile care sunt îndeplinite de un sistem de management al defectelor sunt:
detectarea în timp real a defectelor unui echipament;
atingerea unor costuri minime ale reparațiilor și intervențiilor;
creșterea timpului mediu de funcționare a echipamentului;
controlul costurilor intervențiilor și a activităților de întreținere;
înregistrarea și urmărirea evenimentelor privind funcționarea echipamentului.
Funcționalitățile minime ale acestui sistem auxiliar cuprind:
crearea unei baze de date tehnice cu privire la echipamentele din dotare;
gestiunea pieselor de schimb și a uneltelor, repertoar al pieselor de schimb;
gestiunea utilizării echipamentelor;
gestionarea diferitelor tipuri de întreținere, reparații:
prevenire pe baza unor reguli de planificare;
condiționate pe baza unor indicatori de funcționare;
accidentale
gestiunea resurselor umane angajate în procesul de întreținere;
gestiunea comenzilor de reparații, întreținere;
planificarea lucrărilor de întreținere și reparații;
menținerea istoricului activității de întreținere;
urmărirea analitică și bugetară a intervențiilor (costuri);
rapoarte și statistici aferente proceselor (defecte cel mai des întâlnite, costul reparațiilor pe comenzi, alocarea de resurse).
Sistemul de management al traficului poate fi afectat de condițiile meteorologice, de aceea un sistem nou implementat într-o anumită zonă trebuie particularizat pentru condițiile locale. De exemplu, în țara noastră iernile sunt cu mai multe alternanțe ger-căldură, cu mai multe tipuri de precipitații, din care cauză copertamentele rutiere au mult de suferit și frecvent apar gropi în carosabil. Un sistem UTC bazat exclusiv pe bucle inductive ca senzori de trafic nu ar face față mult timp acestor condiții. Este, prin urmare, de reținut faptul că sistemele UTC nu sunt universal valabile, ci numai soluțiile care conduc la elaborarea acestora, tehnologiile de management al traficului. În rest, este permanent o problemă de studiu, de cercetare și de adaptare la condițiile locale. Asemenea sisteme trebuie concepute, născute și crescute în spiritul condițiilor locale, de aceea ele întotdeauna reprezintă o problemă de decizie politică nu tocmai ușoară pentru o administrație a drumurilor, sau una urbană, în funcție de destinația acestora.
La nivelul celor mai avansate arhitecturi ale acestor sisteme au fost de curând implementate module predictive pentru strategiile de nivel superior, capabile să estimeze aprioric efectul strategiei implementate asupra traficului, și de a prezenta rezultatele operatorului uman, pentru a asista procesul de luare a deciziilor în caz de situații de excepție.
Figura 5.2. Diagrama conceptuală a arhitecturii sistemelor avansate de management al traficului
Concepția sistemelor avansate de management al traficului trebuie să înceapă în mod obligatoriu cu analiza de detaliu a condițiilor de implementare. Urmează apoi o etapă de simulare la nivel micro și apoi macroscopic, pentru ca sistemul să nu fie inițial „orb”, ci să aibă o strategie inițială de trafic. Simularea microscopică este metoda cea mai des folosită, nu numai datorită capabilității de a surprinde modul de desfășurare a fenomenelor dependente de trafic, ci și pentru că este capabilă să evalueze și comportamentul conducătorilor auto atunci când acționează în prezența sistemelor inteligente de transport. Simulatoarele microscopice de trafic reprezintă instrumente care emulează în mod realist traficul de vehicule pe o rețea de drumuri. [A9]. În continuare vor fi prezentate unele dintre tipurile de sisteme UTC existente.
Sisteme cu timp fix
Multe din sistemele UTC sunt variante ale acestui tip de sistem cu timp fix. Proiectantul are control considerabil asupra obiectivelor sale și poate optimiza diferite părți ale rețelei pentru a obține rezultate diferite. Sistemele cu timp fix nu pot răspunde dinamic pentru că acestea folosesc planuri de sincronizare pre-calculate. De aceea sistemele nu răspund automat la incidente, cum ar fi accidentele, care cauzează pierderea capacității de operare în rețea. Cel mai important aspect este faptul că aceste sisteme nu răspund la schimbările modelului de trafic în timp. Planurile cu timp fix sunt optime la implementarea strategiilor fixe, cum ar fi limitarea capacității de trafic la anumite ore din zi.
Sisteme de Selecție a Planurilor
Sistemele de selecție a planurilor folosesc mai multe planuri de timp fix și îl selectează pe acela pe care îl vor folosi în funcție de informația primită de la detectoarele de trafic plasate pe rețeaua de drumuri. Acest sistem nu s-a dovedit a fi mai eficient decât implementarea în planurile de timp fix a intervalelor de orare simple. Dacă este necesar, sistemul poate rula un plan specific pentru un eveniment special. Dar întârzierea suplimentară cauzată de alegerea planului greșit compensează câștigul datorat schimbării la momentul potrivit când sistemul ia o decizie corectă. În concluzie, sistemele de selecție a planurilor de semaforizare au aproape aceleași avantaje și dezavantaje ca și sistemele de timp fix.
Sisteme de Generare a Planurilor
Aceste sisteme generează propriile planuri de semaforizare cu timp fix pe baza datelor primite de la detectoarele de trafic. Comparat cu operațiile de timp fix, sistemul este mult mai puțin sub controlul inginerului de trafic pentru că nu se poate defini exact comportamentul acestuia. În principiu sistemul ar putea răspunde la incidente neașteptate, cu toate că în practică nu i se permite realizarea de schimbări majore ale planului existent pentru a oferi un răspuns corect la toate tipurile de evenimente apărute.
Adaptarea Locală
Unele sisteme UTC utilizează o metodă de adaptare locală a automatelor de trafic pentru a modifica planurile cu timp fix impuse de la postul central. Operația de bază constă în rularea unui plan de bază, automatele locale putând omite sau termina mai devreme fazele de semaforizare depinzând de cererea locală pentru fazele ciclului curent. Astfel, adaptarea locală poate crește timpul de verde în unele cicluri, ceea ce ar trebui să conducă la o optimizare a traficului. Adaptarea locală este în general combinată cu sistemele de selecție de plan sau generare de plan.
Sisteme de Trafic Dinamice, Centralizate
Aceste sisteme lucrează pe baza unui calculator central care comunică cu automate de trafic locale. Avantajele acestui sistem sunt acelea că ar trebui să răspundă prompt la cererile de trafic, în funcție de intervalul orar din zi sau în funcție de incidentele care apar. Un sistem centralizat are avantajul că toate informațiile relevante, de la detectoare și alte surse, sunt disponibile în același loc.
Sisteme de Trafic Dinamice cu Procesare Distribuită
Caracteristicile și avantajele sistemelor dinamice distribuite sunt aproximativ aceleași ca și la sistemele dinamice centralizate. O diferență majoră constă în tipul de comunicație folosit de sistem. Automatele unui sistem dinamic centralizat sunt în legătură directă cu postul central, în timp ce la sistemul dinamic distribuit fiecare automat de trafic este conectat cu automatele învecinate. Mesajul poate fi transferat între oricare două automate, fiind ghidat pentru a ajunge acolo unde este necesar.
În tabelul următor sunt prezentate câteva tipuri de sisteme UTC folosite în lume:
Tabelul 5.17 – Tipuri de sisteme UTC
Algoritmi statici și semi-adaptivi
Acești algoritmi se bazează pe pre-determinarea fluxurilor de vehicule (manuală sau efectuată prin alte mijloace); pe baza informațiilor culese despre geometria intersecției/intersecțiilor și a datelor de trafic se calculează timpii cei mai buni pentru semaforizare, luându-se sau nu în considerație corelarea semafoarelor pentru realizarea sistemului „undă verde”.
Principalul avantaj al acestei metode este dat de implementarea facilă, ieftină și ușor de modificat, fără a influența circulația (cum se întâmplă în cazul instalării unor detectori de trafic). Dezavantajul este dat de faptul că nu se ține cont de condițiile curente de trafic și astfel algoritmul de semaforizare implementat nu are metode de a adapta semaforizarea pentru evitarea formării de blocaje.
Sistemele semi-adaptive au la bază algoritmi statici (cu timp prestabilit) care sunt în funcțiune până la activarea unui anumit eveniment (plasarea unui vehicul deasupra unui detector, apăsarea butonului de la semafor de către un pieton etc.), care determină o schimbare în planul normal de semaforizare ca răspuns la evenimentul produs (în primul caz se poate stabili temporar un timp mai mare de verde considerând că este o coadă de vehicule mai mare; în al doilea caz se adaptează planul de semaforizare pentru a permite trecerea pietonului/pietonilor).
Un exemplu de oraș în care a fost implementată o combinație de algoritmi statici și semi-adaptivi a fost Seattle. Orașul are peste 975 de intersecții semaforizate, dintre care mai mult de ¾ sunt situate pe arterele principale are orașului sau în centrul său. Sistemul implementat se bazează pe reevaluarea periodică a situației traficului și introducerea datelor într-un program informatic care calculează cei mai buni timpi de semaforizare pentru fiecare intersecție în parte și realizează corelarea semafoarelor pentru a obține un trafic fluent. Astfel, fiecare intersecție poate fi prevăzută cu până la 16 planuri diferite de semaforizare, în funcție de situația traficului.
Sistemul implementat se bazează pe următoarele considerente:
La intersecțiile cu trafic redus sunt utilizate semafoare cu control semi-adaptiv, activate în momentul în care un vehicul staționează deasupra detectorului sau un pieton apasă butonul corespunzător de la semafor
În funcție de momentul din zi sunt implementate până la 16 programe diferite pentru a adapta indicațiile semafoarelor la intensificările traficului
În majoritatea intersecțiilor sunt utilizate semafoare separate pentru virajul la stânga, pentru a evita fluxurile conflictuale
Este implementat un sistem de prioritate pentru transportul public; la detectarea unor astfel de vehicule se prelungește timpul de verde pentru a permite trecerea
Vehiculele de urgență pot controla semafoarele pentru a obține culoare libere de trecere.
Figura 5.3. Sistemul de management al traficului din Seattle
Un sistem foarte cunoscut în cadrul sistemelor semi-adaptive este RHODES (Real Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System – Sistem efectiv în timp real, ierarhic, optimizat și distribuit). Acest sistem este unul dintre cele mai simple pentru managementul centralizat al traficului rutier, întrucât nu este un sistem adaptiv, ci el se bazează pe comutarea mai multor planuri de semnalizare fixe, determinate pe baza unor măsurători de trafic realizate manual. Sistemul este prin urmare „orb” din punctul de vedere al traficului pe care îl administrează și buna funcționare a sa depinde în mare măsură de condițiile și acuratețea cu care au fost determinate măsurătorile de trafic. În general, determinările informațiilor de trafic prin detecție sunt necesare pentru:
Determinarea lungimii cozilor de vehicule la semafoare
Aflarea numărului de vehicule care schimbă direcția de mers în intersecții
Detecția incidentelor și blocajelor rutiere
Figura 5.4. Arhitectura logică RHODES
Pe baza unor dezvoltări recente, sistemul RHODES a fost îmbunătățit cu noi algoritmi de analiză a traficului, bazați pe informații de trafic captate de senzori amplasați în intersecții. Principiul de funcționare este acela că detectoarele amplasate într-o intersecție informează mai întâi propriul automat de trafic despre numărul de vehicule detectate, apoi acest automat transmite mai departe, la intersecția din aval informații privind nivelul de trafic ce sosește. Principiul de bază după care are loc schimbarea planurilor de semnalizare este însă de tip TOD, adică depinde de ora din zi are loc modificarea duratelor de semnalizare, pe baza determinărilor apriorice ale comportamentului traficului pe rețea.
Se realizează în prealabil o estimare a duratelor de semnalizare ținând cont de traficul pe artera principală, apoi se iau în considerare și datele de pe arterele laterale. Metoda inițială de programare se bazează pe volumele de trafic așteptate să solicite intersecția. Această metodă poate însă avea unele deficiențe:
planurile de semnalizare să devină neactuale prea rapid în timp;
planurile de semnalizare să nu reflecte situația reală din teren;
schimbările bruște de trafic nu pot fi tratate de sistem.
Pe baza introducerii sistemelor de detecție, sistemul a evoluat, permițând să reacționeze la schimbările neașteptate de trafic. Acest sistem este un exemplu tipic de implementare care a evoluat prin adăugarea de funcții specifice ITS unui sistem non-ITS.
Algoritmi adaptivi
MOVA – Microprocessor Optimised Vehicle Actuation
Dezvoltat în anii ’80, algoritmul reprezintă o strategie de control a semafoarelor pentru intersecții izolate, care nu sunt corelate cu intersecțiile învecinate. Poate fi utilizat și pentru trecerile de pietoni, în aceleași condiții, în care nu este necesară coordonarea cu semafoare adiacente. Algoritmul este proiectat pentru a oferi soluții pentru toate condițiile de trafic, de la un trafic lejer și până la congestii, fiind capabil de adaptare la situația curentă printr-o reevaluare a condițiilor de trafic la fiecare 30”.
Sunt utilizate două tipuri de modelări: pentru situația în care nu sunt congestii scopul este de a minimiza întârzierile, iar în cazul apariției suprasaturației scopul este de a maximiza capacitatea intersecției. MOVA poate fi aplicat în toate tipurile de intersecții, incluzându-le pe cele cu mai multe faze de semaforizare și mai multe benzi pe fiecare intrare.
Algoritmul se potrivește în situațiile în care:
Amplasamente în care fluxurile de trafic sunt mari și acolo unde acestea sunt sezoniere și intermitente (de exemplu traseele de vacanță)
Intersecții cu congestii pe una sau mai multe intrări
Este necesară asigurarea unei capacități suplimentare pentru trecerea pietonilor
MOVA poate fi utilizat:
Ca unitate suplimentară care se conectează la controler printr-o interfață standard UTC
Semi-integrat, situație în care MOVA și controlerul sunt separate dar au o legătură dedicată de comunicație
Integrat, situație în care nucleul MOVA este încorporat în controler.
APTTCA – Adaptive Predictive Traffic Timer Control Algorithm
A fost implementat în orașul Chennai din India, la intersecția dintre Mount Road și Venkatnarayana Road.
Este un algoritm complet adaptiv
Algoritm predictiv în ceea ce privește traficul în următoarea perioadă (relativ scurtă) de timp
Folosește trei vectori: de așteptare, în rulare și completat
Figura 5.5. Arhitectura sistemului APTTCA
Figura 5.6. Modul de dispunere al senzorilor în sistemul APTTCA
Performanțele sistemului:
ACS-Lite
ACS-Lite este sistemul software de control adaptiv al FHWA (Federal Highway Administration – Administrația Federală a Autostrăzilor). Acesta este un sistem de control.
Sistemul a fost conceput pentru a adapta diviziunea fazelor și timpul între două semnale adiacente, cu incremente mici, 2..5 secunde, pentru a ajusta semaforizarea în funcție de datele de trafic care sunt citite la fiecare 10 secunde. Aplicația centrală ACS-Lite preia de la controlerele din intersecții datele de semaforizare la intervale de 10-15 minute pentru a realiza ajustări la nivel de rețea. În cazul în care se întrerupe comunicația cu sistemul central, automatul local de semaforizare va dirija circulația pe baza planurilor deja stocate la nivel local.
Sistemul realizează optimizarea prin interogarea la fiecare minut a fiecărui controler referitor la datele de trafic și compararea acestor datele referitoare la gradul de ocupare cu timpii de semaforizare utilizați de fiecare controler local în parte. În acest mod rezultă dacă există timp de verde neutilizat sau este necesar un timp de verde mai mare decât cel curent. Sunt realizate analize prin care sunt ajustați cei doi parametri menționați anterior: diviziunea fazelor și timpul între două semnale adiacente, pentru fiecare intersecție în parte. Deoarece modificările rezultate nu depășesc în general 5 secunde, de cele mai multe ori tranziția se realizează pe durata unui ciclu. Testările inițiale ale algoritmului au avut ca rezultat o reducere de 5-25% în timpul de călătorie.
LA ATCS [WW19]
Este un sistem computerizat de control al traficului în timp real, dezvoltat de LADOT (Los Angeles Department of Transportation – Departamentul de Transport al orașului Los Angeles). Acesta se bazează pe o arhitectură distribuită client-server, cu o extensie de Windows NT și conține o bază de date pentru memorarea informațiilor de trafic și un limbaj de programare pentru interfața cu operatorul OIL – Operator Interface Language. A fost instalat inițial în anul 1996, având o îmbunătățire majoră în anul 1999 când a apărut o nouă versiune a sistemului de operare pe care se bazează.
Figura 5.7. LA ATCS – Ecranul stației de lucru
Figura 5.8. LA ATCS – Harta dinamică a rețelei
Figura 5.9. LA ATCS – Harta dinamică a intersecțiilor
Figura 5.10. LA ATCS – Parametrii de semaforizare, care pot fi modificați direct din interfața grafică cu operatorul
Figura 5.11. LA ATCS – Parametrii adaptivi – Interfața grafică cu operatorul
Strategiile de control:
Calcularea lungimii ciclului, diviziunii fazelor și timpului între două semnale adiacente reprezintă trei funcții separate, dar inter-dependente
Datele legate de volumele de trafic și gradul de ocupare sunt culese în fiecare secundă, dar sunt utilizate o dată pe ciclu
Sunt aplicate funcții euristice pentru evaluarea strategiilor și determinarea rezultatelor finale
Se utilizează valorile critice pentru intersecție / fiecare intrare în intersecție
Este inclus un modul de estimare a traficului
Parametrii pot fi ajustați ușor pentru diferite configurații ale străzilor
Există un sistem de prioritate pentru vehicule
Arhitectura sistemului este prezentată în figura următoare.
Figura 5.12. LA ATCS – Arhitectura sistemului
OPAC – Optimized Policies dor Adaptive Control (Politici Optimizate pentru Controlul Adaptiv) [G2]
OPAC este un sistem de control în timp real al traficului care adaptează continuu timpii de semaforizare pentru a minimiza timpii totali de întârziere în intersecție și numărul de opriri ale vehiculelor. Acesta a fost realizat ca un sistem distribuit pentru controlul semnalizării traficului fără a fi nevoie de un ciclu de timp fix. Semnalele de sincronizare sunt calculate pentru a minimiza direct parametri considerați, cum ar fi întârzierile vehiculelor și opririle, și sunt constrânse de lungimile stărilor minime și maxime.
Sistemul poate fi implementat independent, pentru fiecare intersecție în parte sau ca parte a unui management integrat al traficului.
Etapele de realizare:
OPAC I: optimizare dinamică pentru o singură intersecție, adâncime infinită
OPAC II: proceduri de optimizare, adâncime finită
OPAC III: modificare a algoritmului de previziune
OPAC RT: implementarea unui algoritm adaptiv
OPAC IV: modelarea în timp real a rețelei de drumuri prin utilizarea algoritmului VFC – Virtual Fixed Cycle – timp de ciclu virtual fix, cu repartizare a deciziei pe trei niveluri:
Nivelul 1 – determinarea planului optim de faze la nivel de intersecție
Nivelul 2 – optimizarea timpul între două semnale adiacente pentru fiecare intersecție
Nivelul 3 – sincronizarea semafoarelor la nivel de rețea
Conceptul VFC permite începerea și terminarea ciclului într-un interval flexibil de timp pentru fiecare intersecție pentru a permite trecerea unui număr cât mai mare de vehicule prin intersecție păstrând totodată coordonarea cu semafoarele din intersecțiile adiacente.
OPAC V: control pro-activ, integrare cu DTA – Dynamic Traffic Assignment – atribuirea dinamică a traficului
Opririle sunt incluse în funcția de obiect, care este o combinație liniară a numărului întârzierilor și opririlor. La fiecare intersecție individuală, planurile de stare sunt generate pentru implementări ulterioare pe baza condițiilor de trafic existente (de exemplu cozile existente și sosirile așteptate), pentru a minimiza astfel funcția obiect la un „orizont de decizie”. Un plan de stare reprezintă o listă secvențială de puncte de comutație viitoare cu fiecare astfel de punct de comutație reprezentând startul unei stări la un anumit moment de timp din viitor. Condițiile de trafic sunt monitorizate continuu pe baza detectoarelor și a informațiilor de schimbare de stare și pe baza acestora orizontul de decizie variază de la valori mai mici de 30 de secunde până la valori de peste 2 minute.
Procesul de optimizare este împărțit în N faze. Numărul total de faze N corespunde lungimii orizontului. La faza i, vectorul de stare de intrare este Ii, vectorul sosirilor este Ai, vectorul de stare rezultat este Oi și starea economică este ri. O serie de funcții de transformare sunt:
Oi = Ti (Ii, Ai, ri)
ri = Ri (Ii, Ai, ri)
Starea intersecției este caracterizată de starea semafoarelor și de lungimea cozii pe fiecare apropiere. Decizia variabilă de intrare se referă la o posibilă comutare a semnalului în această fază sau dacă acesta va rămâne în starea actuală. Valoarea de ieșire returnată este reprezentată indexul de performanță al intersecției. Procesul de optimizare minimizează indexul de performanță total. Funcția de optimizare recursivă este dată următoarea ecuație:
unde revenirea la faza i este întârzierea la cozile produse în această fază:
unde:
a – desemnarea apropierilor, pe direcții, a = N, S, E, V;
Aªi – numărul sosirilor din timpul fazei i;
Dªi – numărul plecărilor (eliberărilor) din faza i;
Qªi – lungimea cozii de apropiere la începutul fazei i.
Rata plecărilor este o funcție de stare și depinde de variabilele de decizie:
unde Sª este starea semnalizării pentru apropierea a, definită astfel:
Strategia OPAC calculează optimizări complexe în timp real și se adaptează condițiilor de trafic variate. Deoarece OPAC nu este un controler de dirijare a traficului, acesta formează un bloc constructiv pentru un sistem de control al traficului distribuit, inteligent. Spre deosebire de logica controlului actualizat convențională, sistemul OPAC poate comunica cu automatele învecinate pentru a forma un sistem de control al traficului cu coordonare flexibilă. OPAC folosește aceleași măsuri de performanță ca funcție de obiect pentru traficul din orele de vârf și din afara acestor ore. La nivel ridicat de trafic cozile de pe anumite apropieri se pot împrăștia către intersecțiile anterioare, deoarece sistemul OPAC nu impune constrângeri cozilor de apropiere de o intersecție. Cozile neconstrânse vor reduce capacitatea intersecțiilor învecinate.
SCATS – SYDNEY CO-ORDINATED ADAPTIVE TRAFFIC SYSTEM
Sistemul a apărut pentru a oferi o soluție de control al traficului în Sydney, fiind dezvoltat de Autoritatea de Drumuri și Trafic (Road and Traffic Authority – RTA) din New South Wales la începutul anilor 1970, când mini-calculatoarele au devenit disponibile la un cost comparabil cu hardware-ul specializat, care a fost utilizat până la acel moment. Utilizarea timpurie a microprocesoarelor în controlerele locale în Australia (1975) a furnizat un impuls suplimentar pentru dezvoltare, deoarece a crescut inteligența si flexibilitatea disponibile.
Dezvoltarea sistemului fost realizată de către RTA pentru scopurile proprii (utilizare în zona New South Wales din Australia), dar SCATS a fost implementat în multe alte orașe din Australia, Noua Zeelandă și de peste ocean.
SCATS este un sistem ierarhic pentru managementul traficului care este utilizat pentru corelarea a mai multor controlere de trafic în scopul reducerii timpilor de călătorie și a consumului de combustibil. Sistemul este cel mai utilizat sistem de management adaptiv al traficului din lume în momentul de față.
Istoricul SCATS:
Listen
Read phonetically
Dictionary – View detailed dictionary
Octombrie 1933 – au fost instalate primele semafoare în New South Wales (NSW).
NSW a decis că semafoarele de trafic erau responsabilitatea guvernului statului și nu a autorităților locale. Acest lucru a dat naștere prin 1960 la o organizație de specialiști dedicați cu specializare în domeniile electric, electronic, inginerie de trafic cu aplicabilitate în proiectarea, instalarea și întreținerea semafoarelor de trafic numit DMR (Department of Main Roads – Departamentul de Drumuri Principale).
1963 – în Sydney este instalat primul sistem de control al traficului, pentru 8 intersecții. Acesta utiliza sisteme IBM 604.
1964 – a fost instalată o nouă versiune capabilă să controleze 96 intersecții.
1965 – au fost conectate încă 25 de intersecții la noul sistem de control al traficului.
1967 – s-a realizat schimbarea valvelor și a releelor cu dispozitive semiconductoare, cu toate că acestea erau considerate foarte scumpe.
1967 – 1968 – a fost instalat un nou sistem pentru a controla șase intersecții în Broadway.
1970 – s-a luat decizia utilizării calculatoarelor PDP 11 pentru controlul traficului.
1976 – noul sistem dezvoltat pe calculatoare PDP a devenit cunoscut ca SCATS.
1970 – s-a creat un centru modern de control al traficului, care este centrul de dezvoltare SCATS de peste douăzeci de ani.
1978 – a fost instalat primul sistem central de monitorizare, ca soluție la necesitatea de a monitoriza dintr-un singur loc toate zonele acoperite de SCATS.
1982 – a fost introdus primul sistem de afișare în mod grafic pentru SCATS.
anii 1980 – a apărut prima variantă de software pentru PC.
1989 – a fost dezvoltată interfața grafică pentru PC pentru a înlocui sistemul de afișare RAMTEK.
1996 – a fost instalat SCATS pentru controlul unui coridor arteră urbană-autostradă în Minneapolis, ceea ce a condus la reducerea întârzierilor pe rampă și la diminuarea cozilor de așteptare.
Beneficiile SCATS au fost demonstrate prin operarea de 20 de ani în orașele din Australia, obținându-se o scădere cu 20% a timpului de călătorie, o reducere de 40% a numărului de opriri și o diminuare cu 12% a consumului de combustibil.
Caracteristicile sistemului SCATS sunt:
Este proiectat pentru a detecta modificările din fluxurile de trafic și de a ajusta parametrii de semaforizare (lungimea ciclului, diviziunea fazelor, timpul între două semnale adiacente).
Utilizează o structură ierarhică de control al semafoarelor.
Este inclus un sistem de control al traficului de rezervă în cazul în care apar erori de comunicație. Erorile care pot apare sunt monitorizate de sistem.
Sistemul nu necesită o supraveghere costisitoare și furnizează o bază de date care poate fi utilizată pentru alte analize.
SCATS este un sistem flexibil care permite integrarea și a altor aplicații într-un sistem de management al traficului urban.
SCATS oferă ca beneficii:
Reducerea numărului de accidente, atât pentru vehicule cât și pentru pietoni.
Reducerea consumului de combustibil.
Reducerea întârzierilor și a numărului de opriri.
Sporirea capacității drumurilor.
Îmbunătățirea duratei călătoriei.
Reducerea poluării și zgomotului asociat cu vehicule care opresc și pornesc în mod inutil.
În mod suplimentar pot fi furnizate și:
Stabilirea de ierarhii pentru drumuri.
Punerea în aplicare a măsurilor de restrângere a capacității.
Protejarea zonelor sensibile din punctul de vedere al mediului prin îmbunătățirea rețelei de drumuri sau prin limitarea accesului în zonele protejate.
Asigurarea de prioritate pentru vehiculele transportului public.
Acordarea de prioritate pentru vehiculele de urgență.
Multe din obiectivele de mai sus sunt contradictorii, iar inginerul de trafic trebuie să determine obiectivele și să stabilească prioritățile.
Listen
Read phonetically
Dictionary – View detailed dictionary
Controlul adaptiv în SCATS
SCATS realizează un control al traficului pe două niveluri care determină împreună cei trei parametri de semaforizare: timpul ciclului, împărțirea fazelor și decalajul. Aceste două niveluri sunt strategic și tactic. Controlul strategic determină timpii adecvați de semaforizare pentru zonele monitorizate, ținând cont de condițiile de trafic în timp ce controlul tactic se referă la controlul la nivel de intersecție, în limita constrângerilor impuse de controlul strategic.
În cadrul acestui sistem de control al semafoarelor, toate semnalele care sunt coordonate trebuie să aibă un timp comun de ciclu (sau submultiplii ai acestuia). Ciclul variază de obicei între 40 și 180 de secunde. SCATS prevede pentru operare valori ale ciclului între 20 și 190 secunde, limitele efective fiind definite de utilizator.
Abordarea SCATS pentru împărțirea fazelor are ca obiectiv menținerea unor grade egale de saturație pe toate intrările. Cu toate acestea, controlul poate favoriza mișcările principale de trafic atunci când cererea se apropie de saturație.
Decalajul într-o serie de semafoare coordonate trebuie să fie variat, adaptat la cererea de trafic pentru a minimiza opririle și întârzierile vehiculelor. SCATS selectează decalajul pe baza timpului de călătorie și gradului de saturație, ceea ce minimizează opririle pentru fluxurile de trafic predominante.
SCOOT – Split Cycle Offset Optimisation Technique
Introducere
SCOOT a fost dezvoltat de Laboratorul de Cercetări în Transporturi (TRL) în colaborare cu furnizorii de sisteme de trafic din Marea Britanie. Sistemul a fost folosit pentru prima oară în Coventry, primele variante comerciale fiind instalate în 1980 pe Maidstone, fiind în prezent implementat în peste 170 de orașe din lume.
SCOOT permite reglarea adaptivă a traficului pe baza măsurării acestuia cu ajutorul unor detectoare amplasate în amonte pe legăturile care intră în intersecții. Se creează planuri de semaforizare optimizate pentru un anumit interval de timp și la fiecare ciclu se recalculează durata optimă de semnalizare.
Sistemul poate răspunde rapid la modificările de trafic, dar acesta evită fluctuațiile mari în comportamentul controlului ca rezultat al schimbărilor temporare a tipului de trafic. În afara beneficiilor referitoare la reducerea întârzierilor și congestiilor de trafic, se oferă și alte facilități, cum ar fi prioritatea autobuzelor sau detecția automată a incidentelor. În comparație cu sistemele cu timp SCOOT a dat rezultate mult mai bune decât sistemele de timp fix.
Modul de funcționare al sistemului SCOOT
SCOOT trimite informații către echipamentele de pe stradă prin linii telefonice dedicate. Aceste instrucțiuni sunt interpretate și sunt luate decizii în legătură cu semnalele de trafic care trebuie schimbate sau adaptate. Apoi echipamentul generează un răspuns pentru sistemul central în care confirmă acceptarea instrucțiunii, detaliind o eroare sau o condiție în cazul în care instrucțiunea nu a putut fi executată.
Ca detectoare de trafic, sunt folosite cu precădere buclele inductive. În momentul în care vehiculul trece peste detector, sistemul convertește informația în „link profile units” (unități de profil de legătură/intersecție). Valoarea conținută este un hibrid între fluxul de curgere al intersecției și ocuparea ei de către vehicule. Aceasta este principala unitate de măsura a sistemului SCOOT și prin intermediul acesteia se fac toate calculele necesare luării deciziilor. Sunt construite profile pentru optimizarea traficului la nivelul fiecărei legături.
Figura 5.13. Sistemul SCOOT
Rețeaua de drumuri este împărțită în mai multe regiuni, fiecare conținând un anumit număr de noduri (intersecții semnalizate și treceri de pietoni) care au același timp de ciclu și permit astfel corelarea. Nodurile pot avea ciclu dublu pentru trecerile de pietoni și intersecțiile ne-aglomerate, adică au un ciclu total egal cu jumătate din ciclul total al nodurilor regiunii.
Sistemul SCOOT optimizează trei parametri care sunt adaptați în permanență la condițiile de trafic:
timpul de verde pentru fiecare intrare în intersecție (Split); se evaluează efectul decalării schimbului de fază
decalajul între semnale adiacente (Offset)
timpul total al ciclului (Cycle time).
Modelarea acestor parametri are ca scop minimizarea timpului de verde pierdut și reducerea numărului de opriri și a întârzierilor prin sincronizarea semafoarelor. Fiecare dintre parametri estimează efectul unor schimbări incrementale minore în timpii de semnalizare asupra traficului din întreaga zonă. Este folosit un indice de performanță bazat pe predicția întârzierilor vehiculelor din fiecare legătură.
Descrierea parametrilor modelați de SCOOT
Divizarea pe faze
Optimizarea divizării pe faze este rulată pentru un nod, într-un punct optim, înaintea fiecărei schimbări de faze. Se ia în considerare efectul scurtării, prelungirii sau menținerii fazei și efectul acestei modificări asupra gradului de saturație pe brațele de legătură. Gradul de saturație este definit ca raportul dintre fluxul maxim și fluxul mediu de trafic care poate trece peste o linie de oprire.
Optimizarea divizării pe faze va încerca să minimizeze gradul maxim de saturație pe arterele care se apropie de nod. Daca gradul mediu de saturație pe o perioada de cinci minute este mai mare decât limita stabilită (de obicei 90%) atunci durata ciclului va crește, pentru a oferi o capacitate mai mare în nodul critic.
Decalajul
O data pe ciclu, se calculează optimizarea decalajului prin predicția opririlor și întârzierilor din timpul ciclului, pentru toate legăturile din amonte și aval ale unui anumit nod. Prin această metodă se obține cel mai bun decalaj general pentru un anumit nod, iar momentul de start al unui nou ciclu este ajustat astfel încât să se apropie de punctul ideal. Prin algoritmul de optimizare se realizează această predicție pentru fiecare intrare într-un nod și apoi pentru intersecție ca întreg. La final este stabilită alegerea pentru o valoare a decalajului, stabilindu-se întârzierea și opririle minime. Congestia pe o artera este folosită în optimizarea decalajului, astfel încât o legătură congestionată are prioritate față de legăturile care nu sunt aglomerate.
Durata ciclului
Optimizarea duratei ciclului operează asupra unei regiuni în care se previzionează un trafic variabil. Inginerul de trafic este cel care alege această grupare. Optimizarea duratei rulează de obicei la fiecare cinci minute pentru fiecare regiune în parte, deși acest interval poate fi variat de utilizator începând cu versiunea 4 de implementare a sistemului. În cadrul SCOOT există prevederea ca această optimizare să fie rulată la intervale înjumătățite în situația în care se observă o tendință de creștere sau scădere a fluxurilor de trafic. În acest caz se calculează gradul de saturație pentru toate legăturile, pentru fiecare nod din regiune. Dacă unul dintre acestea este mai mare sau egal cu nivelul de saturație ideal, durata minimă a ciclului este crescută în trepte mici, prestabilite. Dacă toate valorile sunt sub nivelul de saturație ideal, durata minimă efectivă a ciclului este redusă în trepte mici, fixate. Optimizarea ia în calcul toate duratele ciclurilor, de la durata minimă efectivă în nodul critic, la durata maximă a ciclului din regiune, care este stabilită în momentul respectiv.
Prin acțiunea asupra timpilor de semaforizare în funcție de situația traficului, SCOOT poate implementa și un sistem de prioritate pentru vehiculele de urgență, prin crearea unor „trasee de verde” pentru acestea, precum și un sistem de prioritate pentru transportul public, care poate avea două metode de implementare:
prioritate permanentă pentru transportul public, ceea ce înseamnă adaptarea timpilor de verde pentru a permite pătrunderea în intersecție a tuturor vehiculelor care aparțin acestui tip de transport
prioritate selectivă: mai multă prioritate pentru unele și mai puțină (sau deloc) pentru altele. De exemplu nu se ține cont de vehiculele care sunt în grafic și se acordă o prioritate mare pentru vehiculele care sunt în întârziere.
Pentru prioritizarea transportului public se poate utiliza orice categorie de detectori care oferă informații exacte despre tipul vehiculelor, incluzând sistemele AVL (dacă există). Sistemele de detecție trebuie amplasate după stații, deoarece este greu de estimat timpul petrecut de un vehicul în stație pentru urcarea/coborârea pasagerilor. Principiul este ilustrat în următoarele figuri.
Figura 5.14. Un autobuz ajunge în apropierea intersecției [WW3]
Figura 5.15. Vehiculul este detectat la finalul fazei 1, care este o perioadă de verde pentru A și prin urmare această perioadă se extinde [WW3]
Figura 5.16. Vehiculul este detectat în timpul fazei 2, care este o perioadă de roșu și astfel începutul de verde este devansat [WW3]
Extensia locală
Extensiile reglementate de controler oferă avantajul de a elimina întârzierea de 3..4 secunde provocată de transmiterea informației până la computerul central și înapoi în intersecție, ceea ce permite sistemului să ofere extensii pentru mijloacele de transport public care ajung în ultimele secunde de verde.
Recuperarea
După trecerea mijlocului de transport public se instaurează o perioadă de recuperare pentru readucerea timpilor de semaforizare în parametrii normali SCOOT. Sunt disponibile patru metode de recuperare, dintre care două sunt recomandate pentru operarea normală a sistemului.
Restricții de prioritate
Decalajul semafoarelor pentru prioritatea mijloacelor de transport public poate fi restricționat în funcție de gradul de saturație al intersecției modelate. Acest aspect conduce la concluzia că prioritatea pentru mijloacele de transport public este mai eficientă în intersecțiile care nu funcționează la capacitate maximă.
SCOOT utilizează o tehnică de contorizare a traficului care permite relocarea cozilor de vehicule în intersecții mai puțin congestionate din rețea. Pentru prioritatea mijloacelor de transport public cozile de vehicule trebuie relocate în intersecții care permit trecerea cu prioritate pentru vehiculele aparținând transportului public, un exemplu fiind dat de intersecții care au bandă separată pentru acestea. De obicei această tehnică este utilizată pentru reducerea traficului din centrul orașelor și oferă atractivitate crescută pentru transportul public în aceste zone.
SCOOT este o sursă valoroasă de informații de trafic, deoarece se bazează pe o rețea vastă de detectori de trafic și pe o bază de date, numită ASTRID, care stochează toate aceste informații. Sistemul monitorizează și stochează în permanență date de trafic care vor fi utilizate ulterior în analize. Astfel se poate obține o referință cu care pot fi comparate condițiile curente de trafic.
Datele conținute în ASTRID se referă la:
flux – fluxul de vehicule pe oră care ajung la semafor;
întârziere – întârzierea totală în vehicule pe oră, echivalentul unei cozi de lungime medie dintr-o intersecție;
congestie – procentul intervalelor de 4 secunde din timpul perioadei de verde de la semafor în care detectorul indică starea ocupat;
fluxul de vehicule identificat de detectori;
gradul de ocupare identificat de detectori.
Din baza de date pot fi extrase informații la nivel de: detector, intersecție, tronson, regiune, traseu, zonă. Se pot obține următoarele tipuri de grafice: evoluția unui indicator, indicații de trend, valori minime/maxime, deviații standard ale valorilor.
INGRID este un sistem pentru detecția automată a incidentelor. Există doi algoritmi utilizați pentru a detecta apariția unor incidente. Unul dintre aceștia examinează condițiile curente de trafic pentru a observa variații bruște ale traficului și gradului de ocupare. Pentru acest algoritm nu sunt necesare date de referință. Al doilea algoritm utilizează date istorice înregistrate în baza de date ASTRID. Pentru toți detectorii existenți în sistemul SCOOT este realizat un profil al datelor previzionate privind fluxul de vehicule și gradul de ocupare pentru fiecare perioadă de 15 minute. Algoritmul detectează incidentele prin compararea situației curente de trafic cu datele previzionate, extrase din datele istorice existente. Un incident este considerat în situația în care variația de la situația previzionată este mai mare decât un anumit prag timp de un minut. O continuare a situației și după trei minute reprezintă confirmarea existenței incidentului.
Ambii algoritmi necesită date curente de trafic, de la detectori din intersecții succesive. Astfel, un incident apare dacă:
apare o scădere a gradului de ocupare și a fluxului de trafic la detectorul din aval
apare o creștere a gradului de ocupare și o scădere a fluxului de trafic la detectorul din amonte.
După detecția unui incident este important de stabilit care este zona afectată de acesta și care vor fi întârzierile vehiculelor care vor trece prin această zonă. Modulul INGRID poate oferi informații asupra primului aspect, adică asupra detectorilor care sunt afectați de incident și poate cuantifica gravitatea acestuia, în funcție de numărul detectorilor afectați.
Istoric al versiunilor sistemului SCOOT :
Versiunea 2.4:
Gradul de saturație și ocupare a unei legături este determinat prin numărarea în teren a vehiculelor și măsurarea timpilor. Software-ul primește informații de la detectoarele amplasate la ieșirile din intersecție și permite astfel reglarea valorii saturației prin software-ul sistemului. Această îmbunătățire sporește și capacitatea sistemului de a răspunde incidentelor din trafic care intervin asupra rețelei controlate.
Facilitatea de feedback: oferă informații referitoare la fazele care rulează efectiv în intersecții, în funcție de care pot fi determinați timpii de verde pe legături. Feedback-ul permite sistemului SCOOT să continue modelarea coloanelor de vehicule și în situațiile în care apar schimbări neașteptate de fază sau durată datorate: fazelor funcție de cerere, apelurilor prioritare etc.
Bariera (acțiune la distanță) este un mod de definire a acțiunii care trebuie executată atunci când SCOOT detectează niveluri de saturație care au atins valori inacceptabil de ridicate. Acțiunea poate fi de reducere a priorității pentru traficul de intrare sau creșterea timpului necesar pentru traficul care iese din zonă, sau chiar combinații ale acestor doi parametri.
SCOOT Bicycle este o facilitate proiectată să permită definirea legăturilor necesare pentru traficul pe biciclete într-o rețea controlată de sistemul SCOOT.
Versiunea 2.5:
Principala îmbunătățire adusă de această versiune este trecerea către limbajul de programare C.
Se oferă o facilitate de control suplimentară de optimizare pentru timpi de ciclu mai mari de 120 secunde.
Comenzile pentru controlarea diverselor echipamente ale sistemului SCOOT pot fi compilate printr-un set dedicat de proceduri predefinite pentru a respecta anumite strategii de control. Spre exemplu, un set de proceduri a fost dezvoltat și folosit cu succes pentru a răspunde congestiilor recurente din apropierea Trafalgar Square în Londra. Utilizatorul UTC poate controla reacțiile sistemului SCOOT pe măsură ce se formează congestia. Se pot defini o serie de parametri suplimentari pentru zonele din jurul ariilor predispuse la congestie tocmai pentru a preveni apariția aglomerărilor în zona de interes.
S-a creat un sistem de prioritizare a rezolvării congestiilor, fiecărei zone acordândui-se un nivel de prioritate. Odată cu acest nou sistem de acordare a importantei s-a creat și posibilitatea ca utilizatorul să definească/redefinească zonele de prioritate maximă în eliberarea congestiilor. Factorul de importanță al unei congestii se poate introduce și on-line în sistem.
Versiunea 3.1:
A fost introdusă prioritatea pentru vehiculele transportului public. Această funcție utilizează sistemele de localizare automată a vehiculelor (AVL – Automatic Vehicle Location) sau de detectare selectivă a vehiculelor (SVD – Selective Vehicle Detection) pentru detectarea unui vehicul de transport public care se apropie de o anumită zonă. În continuare SCOOT determină cele mai bune metode de acordare a priorității, după cum s-a arătat anterior în acest capitol.
Pot fi ajustate limitele inferioară și superioară pentru nivelul de saturație țintă, valorile implicite fiind de 40%, respectiv 80%. Este îmbunătățit și modul de tratare al legăturilor defectuoase. În SCOOT v3.1 o legătură cu un detector defect se va modifica spre lungimea de fază implicită, dar se permite și trecerea peste această valoare în situația în care cererea este mare pe o legătură care are aceeași fază. Este inclus, de asemenea, un semnal care poate fi configurat de utilizator, pentru înlăturarea legăturii din procesul de optimizare, dacă aceasta se defectează (se elimină legătura din rețea pentru a nu perturba optimizarea totală pentru zona controlată).
Versiunea 4.2:
S-a introdus modelarea emisiilor poluante; au fost adăugate formule noi pentru estimarea emisiilor totale ale vehiculelor de pe fiecare legătură. Formulele oferă date referitoare la emisiile de CO2, CO, NOx, VOC și particule. Pentru fiecare arteră este estimat un mix standard de tipuri de vehicule, dar acesta poate fi modificat de utilizator.
Îmbunătățiri ale optimizării duratei ciclului: se poate specifica un anumit tip de ciclu pentru un grup de noduri, de exemplu să aibă întotdeauna un ciclu simplu sau întotdeauna un ciclu dublu. Programul de optimizare va decide apoi care este soluția potrivită, în funcție de estimările pentru întregul grup.
Se permite utilizarea detectării la linia de oprire. Cu toate că modelarea care utilizează detectarea la capătul din aval al legăturii este mai puțin eficientă, pentru legături mai puțin importante, pentru care costul instalării de detectoare suplimentare în poziții tradiționale ar fi prea ridicat, această metodă oferă o alternativă practică.
Modelarea cu detecție redusă: îmbunătățirile aduse permit SCOOT să modeleze anumite legături fără realizarea unei detecții reale. Acest lucru este realizat prin estimarea unui profil al fluxului din legăturile din amonte care au astfel de echipamente.
Versiunea 4.5:
Îmbunătățirea priorității pentru autobuze: există acum 7 niveluri de prioritate pentru autobuze (numerotate de la 0 la 6), care stabilesc nivelul de importanță. Prioritatea este acum negociată la nivel de legătură și nu de nod, ca în versiunile precedente.
Logica de barieră a fost îmbunătățită. Aceasta este mai flexibila, bariera putând fi declanșată acum și de congestii și de nivelul procentual al saturației.
Optimizarea deviației în funcție de emisii are acum o funcționalitate suplimentară, pentru a permite oferirea soluțiilor ținând cont de estimarea emisiilor.
Optimizarea fazelor fără cerere: atunci când o fază SCOOT are o componentă UTC dependentă de cerere, utilizatorul trebuie să selecteze alternativa pentru cazul în care nu există nicio cerere. Această acțiune este realizată în planul de translatare și permite sistemului SCOOT să recomande rularea fazei anterioare sau a fazei următoare, în cazul în care nu apar cereri, în funcție de saturarea relativă a legăturilor care intră în fazele respective.
Îmbunătățirea optimizării duratei ciclului care include parametrul CHAN DCIG (Double Cycle Ignore – ignorarea ciclului dublu). Atunci când este setată această opțiune, optimizarea duratei ciclului va ignora nodul cu ciclu dublu.
ITACA [WW18]
Sistemul de control adaptiv al traficului ITACA utilizează datele primite de la detectorii de trafic pentru a modela traficul la fiecare semafor. Acesta ajustează în permanență parametrii de semaforizare (lungimea ciclului, diviziunea fazelor, timpul între două semnale adiacente) pentru fiecare intersecție în parte cu scopul de a minimiza întârzierile și numărul de opriri pentru întreaga rețea de drumuri. Sistemul de lucru al modulului adaptiv ITACA se bazează pe o structură ciclică în patru faze:
Analiza datelor de trafic înregistrate în fiecare automat de trafic;
Simularea comportamentului traficului;
Optimizarea variabilelor din planul de temporizare ITACA pentru fiecare automat de trafic înregistrat în calculatorul central;
Modificarea timpilor de semnalizare în automatele de trafic.
Sistemul produce modificări mici și frecvente în parametrii de control al traficului pentru adaptarea acestora la schimbările în fluxurile de trafic. Prin această trecere lină sunt evitate perturbările care ar putea să apară din cauza modificării planului de semaforizare. Datele de la detectorii de trafic sunt culese la fiecare 5 secunde. Pe baza acestor valori se realizează o modelare a traficului cu scopul de a estima următoarele valori:
lungimea cozii de vehicule în fiecare secundă a ciclului;
întârzierea pentru fiecare intrare în intersecție, calculată pentru fiecare secundă a ciclului;
numărul de opriri pentru fiecare intrare în intersecție, calculată pentru fiecare secundă a ciclului.
Parametrii cei mai importanți utilizați în reglarea traficului de sistem sunt următorii:
Diviziunea fazei – parametru care afectează fiecare intersecție și este calculat în toate fazele;
Decalajul – parametru care afectează fiecare intersecție, este calculat în faza cea mai lungă;
Ciclul intersecției – parametru care afectează intersecția cea mai aglomerată și totodată calculul ciclului optim al sub-zonei este determinat la începutul ciclului în fiecare intersecție.
Modulul adaptiv al sistemului efectuează calculele necesare în funcție de datele de trafic primite și le aplică în următoarele perioade:
Divizarea fazelor: între secunda a 12-a și a 6-a până la finalul fiecărei faze – se aplică fiecărui controler între secundele a 5-a și 0 până la finalul fiecărei faze.
Decalajul: între secundele a 22-a și a 16-a până la finalul fazei celei mai lungi și se aplică fiecărui controler între secundele a 5-a și 0 până la finalul fiecărei faze.
Ciclul intersecției: între secundele 0 și 5 de la începutul ciclului din fiecare sub-zonă și se aplică fiecărui controler.
Tabelul 5.18 – Procesul de optimizare ITACA
* dacă ciclul curent are mai puțin de 70 de secunde, modificările sunt de ±5 secunde; dacă valoarea este mai mare de 70 de secunde, modificările sunt de ±10 secunde.
Pentru creșterea valorilor ciclului tranziția se face din două în două cicluri, iar pentru scăderea valorilor, tranziția se realizează la fiecare cinci cicluri.
ITACA nu necesită planuri de semnalizare pregătite în avans, deoarece calculează în mod dinamic cel mai adecvat plan, optimizând în timp real mișcările vehiculelor prin rețeaua de drumuri și intersecții acoperită.
Sistemul EXPERT (pentru minimizarea congestiilor de trafic)
Controlul adaptiv trebuie să fie supravegheat de un sistem inteligent care să analizeze datele din întreaga rețea. Cel mai flexibil instrument care are acest scop este Sistemul Expert. Acesta este capabil să prevadă situațiile de congestie și pre-congestie și să implementeze în mod dinamic planuri de semaforizare. Acest sistem integrează datele obținute în timp de real de la sistemul adaptiv (datele de trafic, modelul de simulare, estimarea cozilor de vehicule) și informațiile locale (unice pentru fiecare rețea de drumuri).
Sistemul expert are patru moduri de operare:
inactiv: sistemul nu este operativ;
informativ: sistemul informează operatorul referitor la deciziile luate;
consultativ: sistemul consultă operatorul în privința aplicării unor anumite decizii;
executiv: sistemul execută singur deciziile pe care le consideră potrivite.
ITACA poate fi completat cu multe sub-sisteme, cum ar fi: circuit CCTV (televiziune cu circuit închis), panouri de mesaje variabile, sistem de prioritate pentru vehiculele transportului public, sistem de gestiune pentru benzile de circulație reversibile sau sistem de diseminare a informațiilor prin Internet.
UTOPIA-SPOT
Sistemul UTOPIA-SPOT este o strategie de control al traficului dezvoltată de Mizar Automazione din Italia, care combină optimizarea la nivel local (SPOT), caracterizată de viteza de răspuns ridicată la schimbările de trafic, cu interacțiunea activă cu celelalte intersecții și optimizarea globală pe arii extinse (UTOPIA – Urban Traffic Optimisation by Integrated Automatization).
La nivel local optimizarea facilitează adaptarea unui sistem de prioritizare a transportului public urban, datorită vitezei de răspuns, aplicație ce este mai greu realizabilă cu o configurație centralizată, mai ales în mari aglomerări urbane unde transportul public este bine reprezentat și cererea de prioritate la semafoare ar putea sufoca sistemul de calcul centralizat.
Optimizarea la nivel local reprezintă o funcție obiectivă de analiză a costurilor, care încorporează termeni de calcul pentru întârziere și opriri la stop de pe legăturile care aduc și eliberează trafic din intersecția în cauză, termeni legați de analiza cozilor de vehicule etc. Toți acești termeni sunt configurabili și au ponderi diferite, care se pot adapta funcție de caracteristicile legăturilor sau a ariei supravegheate. Există, de exemplu, ponderi separate pentru traficul privat față de cele pentru transportul public. Prin introducerea de termeni care reprezintă costuri pe aceste legături, se reușește coordonarea în ansamblu, intercorelat, a mai multe intersecții înlănțuite. Intensitatea acestei interacțiuni poate fi configurată după dorință în cadrul sistemului UTOPIA. Mecanismul este, de asemenea, utilizat pentru funcționalități de tip “gating”, adică de permitere a accesului pe artere principale pe ferestre scurte de timp, pe baza determinării golurilor între vehiculele care circulă în coloană. Optimizarea la nivel local se realizează pentru fiecare intersecție în incremente scurte de timp, iar optimizarea la nivel de zonă utilizează o scară mai mare de timp.
O rețea poate fi divizată într-un număr arbitrar de zone. La limitele acestor zone, interacțiunea dintre intersecțiile învecinate poate coordona în mod selectiv diferitele zone.
Strategia de control SPOT-UTOPIA
Cele mai importante elemente în realizarea optimizării traficului sunt estimarea și predicția. UTOPIA-SPOT utilizează tehnici avansate în combinație cu configurații flexibile de detecție, precum și date istorice care permit dirijarea traficului și în absența funcționării detectoarelor, utilizând istoricul nivelurilor de trafic înregistrate la aceleași date și/sau în aceleași condiții. Realizarea optimizării la nivel local are și un alt mare avantaj, atât pentru sistemul de reglare a traficului, cât și pentru cel de management al transporturilor publice: nu încarcă rețeaua cu mesaje, întrucât o bună parte din calculele de optimizare se realizează local, fără a mai fi nevoie să se transmită datele prin sistem. În acest mod este micșorată și durata de răspuns.
În zonele controlate de sistemul UTOPIA-SPOT optimizările se fac însă mai întâi la nivelul fiecărei intersecții și apoi la nivelul zonal. La nivelul intersecției optimizarea consideră că intersecțiile învecinate interacționează cu intersecția în cauză; în principiu, fiecare intersecție își calculează propria optimizare și ciclurile pot varia de la o intersecție la alta. Mecanismul este, de asemenea, utilizat pentru funcționalități de tip „gating”, adică de permitere a accesului pe artere principale pe ferestre scurte de timp, pe baza determinării golurilor între vehiculele care circulă în coloană.
Figura 5.17. Strategia de control optimizat în buclă închisă de la sistemul UTOPIA.
SPOT este un sistem care, inițial, a fost proiectat pentru a acorda prioritate vehiculelor de transport public. El execută calculele pentru ajustarea duratelor de semnalizare prin setarea semafoarelor in timp real și minimizează timpul total consumat de vehiculele private în timpul călătoriei lor, ținând cont de faptul că vehiculele de transport public nu opresc în intersecțiile semaforizate. SPOT are scopul de a minimiza „costul” socio-economic total al sistemului de trafic.
Elementele care intră în determinarea costurilor sunt:
Timpul consumat de vehicule pe legăturile de intrare;
Opririle pe legăturile de intrare. Prin opriri sunt definite vehiculele care sosesc la linia de stop atunci când există coloană de vehicule;
Coloane în exces pe legăturile de intrare (acest termen ia în calcul coloanele care depășesc pragul de siguranță, prag proporțional cu capacitatea maximă a legăturilor);
Timpul consumat pe legăturile de ieșire de către vehiculele care ies din intersecție (Acești termeni controlează principiul „interacțiunii strânse” la nivel de intersecție și asigură pentru intersecție coordonarea controlului și stabilitatea acestuia la nivel regional);
Timpul consumat de vehiculele de transport public ce trebuie să primească prioritate în intersecție;
Deviații de la planul de referință comandate de nivelul central (acest element controlează „interacțiunea strânsă” cu nivelul regional și permite ca gradul de interacțiune dintre cele două niveluri să fie schimbat în mod dinamic);
Deviații de la setarea semnalelor decisă la iterația anterioară (acest element contribuie la fluența controlului regional).
Este un program special, care operează pe un procesor separat (o simplă placă sau un PC industrial complet), conectat la automatul de trafic al semaforului printr-o interfață specială.
Echipamentele SPOT schimbă informații cu cele din intersecții învecinate lor și cu un software la nivel central.
Figura 5.18. Diagrama de timp a programului SPOT
Modul de funcționare al sistemului UTOPIA-SPOT
UTOPIA-SPOT este un sistem care permite coordonarea într-o zonă în care intersecțiile nu au nici același timp total al ciclului semafoarelor și nici timpi prestabiliți. Sistemul este compus din trei straturi:
un computer central numit UTOPIA, utilizat pentru supraveghere și monitorizare
computere industriale, unități SPOT, care sunt integrate în controlerele de trafic și realizează optimizarea locală
controlerele de trafic care execută strategia de semnalizare.
Spre deosebire de alte sisteme UTC, UTOPIA-SPOT focalizează pe traficul care se apropie în momentul respectiv de intersecție. Unitățile SPOT utilizează bucle inductive și numărătoare video pentru a ajusta strategia de semaforizare pentru următoarele 2 minute. Strategia de semaforizare, bazată pe traficul vehiculelor, mijloacelor de transport public și pietonilor, este ajustată la fiecare 3 secunde.
În plus, unitățile SPOT realizează schimburi de informații cu unitățile vecine, referitoare la strategia de semaforizare și plutoanele de vehicule care urmează să ajungă.
În comparație cu sistemul SCOOT, sistemul UTOPIA-SPOT este flexibil și are avantajul că nu încarcă rețeaua de comunicații cu mesaje, deoarece procesarea se face la nivel local sau zonal.
Concluzii
pentru evaluarea unei intersecții trebuie calculat nivelul de serviciu pe care aceasta îl oferă;
determinările se realizează pentru perioada orelor de vârf, când volumele de trafic sunt cele mai importante;
algoritmii pentru corelare la nivelul unei rețele de drumuri pot fi statici sau adaptivi;
algoritmii statici prezintă avantajul unor costuri mai reduse de implementare, dar în condițiile unor variații mari de trafic se dovedesc ineficiente;
algoritmii dinamici reprezintă soluții complexe, care realizează o analiză a traficului în fiecare moment.
Contribuții personale
s-a reprezentat un model matematic pentru analiza traficului;
a fost prezentată o soluție pentru analiza la nivel de intersecție;
au fost clasificați algoritmii existenți pentru managementul traficului;
a fost realizat un studiu exhaustiv al sistemelor de management al traficului existente (pentru care există informații publice) și s-a realizat o prezentare a sistemelor care au fost implementate cu succes în diferite zone ale globului.
Algoritm de control al accesului în intersecție
În acest capitol se va introduce noțiunea de intersecție cu acces controlat, care, spre deosebire de termenul de intersecție semaforizată, presupune și existența un algoritm pentru comanda dinamică a semafoarelor în funcție de situația curentă din teren cu scopul de a micșora posibilitatea formării cozilor de vehicule și pentru a preveni extinderea acestora în intersecțiile adiacente, în cazul în care intersecția curentă este deja congestionată.
Algoritmul de comandă pentru semafoare poate avea în vedere, fără a se limita la, următoarele deziderate:
prevenirea formării de cozi de vehicule care să nu permită accesul vehiculelor pentru alte faze de verde din intersecție – accesul unor vehicule suplimentare ar bloca intersecția;
prevenirea formării de cozi de vehicule care să blocheze centrul intersecției;
micșorarea timpului de deplasare, prin reducerea numărului de opriri la semafor (sistemul „undă-verde”);
asigurarea unor „eco-rute” – trasee optime a vehiculelor din punct de vedere al emisiilor de poluanți;
restricționarea accesului în zonele în care poluarea cauzată de vehicule este la un nivel foarte ridicat;
devierea traficului în cazul apariției unor incidente.
Pentru implementarea unui astfel de algoritm se parcurge o serie de pași, care pornește de la o analiză a fiecărei intersecții, o corelare între intersecții și apoi o evaluare a situației în funcție de datele culese de către detectori. Schema este prezentată în figura următoare:
Figura 6.1. Etapele de analiză a traseului
Pentru analiza individuală a intersecțiilor se poate urma algoritmul prezentat în capitolul 5, care oferă ca rezultat un nivel al serviciului în fiecare intersecție. Din această analiză rezultă modificările care trebuie, eventual, făcute în intersecție pentru îmbunătățirea circulației și maximizarea capacității acesteia. Acest algoritm va fi utilizat ulterior pentru evaluarea intersecțiilor de pe traseul ales pentru analiză.
Pentru algoritmul de comandă a semafoarelor se propune în continuare o soluție proprie, în care se pleacă de la premiza că într-o zonă aglomerată, în timpul orelor de vârf este imposibilă prevenirea formării cozilor de vehicule și se încearcă găsirea unei soluții în aceste condiții.
Prezentarea algoritmului
Într-o intersecție timpul total al ciclului se calculează ca:
(6.1)
unde T este timpul total al ciclului, Vi și Gi reprezintă timpul de verde, respectiv galben pentru faza i a semaforului, iar n, numărul de faze de semaforizare. Pentru a obține un timp total optim, trebuie rezolvat sistemul de ecuații:
(6.2)
Timpul total optim reprezintă timpul pentru care se eliberează fiecare direcție care ajunge în intersecție. Astfel, pentru o direcție i, numărul de vehicule care pot trece prin intersecție într-o secundă, notat cu voi, înmulțit cu timpul de verde de pe acea direcție trebuie să fie egal cu numărul de vehicule care ajunge în intersecție într-o secundă, notat cu vii, înmulțit cu timpul total al ciclului. Prin acest calcul, toate vehiculele care ajung în intersecție pot ieși pe durata de verde. Calculând timpii de verde din primele n ecuații și introducând relațiile obținute în ultima ecuație rezultă ecuația echivalentă:
(6.3)
de unde rezultă că:
(6.4)
și atunci timpul optim total este:
(6.5)
Din această formulă rezultă faptul că timpul optim total al ciclului se poate determina doar dacă , deoarece timpul total nu poate fi negativ.
este o situație care poate să apară din două motive: unul dintre acestea este că pe una sau mai multe intrări în intersecție numărul de vehicule este foarte mare și atunci se vor forma cozi de vehicule, cozi care pot ajunge să blocheze intersecțiile anterioare. O a doua cauză este dată de o valoare egală cu 0 a voi, ceea ce înseamnă că la momentul analizei pe artera respectivă nu circulă niciun vehicul (această situație nu este analizată în prezenta lucrare).
În cazul în care fracția este supraunitară există două posibilități de rezolvare a problemei. Prima direcție în care se poate merge este mărirea valorii voi, adică o creștere a numărului de vehicule care ies din intersecție (ce se poate rezolva prin modificări în geometria intersecției: mărirea numărului de benzi, denivelarea intersecției etc. sau eliminarea unor mișcări conflictuale din intersecție, cum ar fi interzicerea virajelor la stânga sau denivelarea trecerilor de pietoni). Această soluție reprezintă rezolvarea cea mai bună din punct de vedere al traficului, dar nu este ușor de implementat deoarece necesită spațiu pentru modificarea geometriei intersecției (care de cele mai multe ori nu există), precum și costuri foarte mari.
O a doua posibilitate este de a micșora valoarea vii, adică reducerea numărului de vehicule care ajunge în intersecție. Lucrarea de față se concentrează pe a doua metodă și mai exact pe blocarea prin semaforizare a vehiculelor de a ajunge în intersecție.
Se pleacă de la ipoteza că în caz de congestie semaforizarea nu mai poate disipa fluxurile de vehicule care ajung în intersecție și astfel se creează cozi de vehicule. În situația în care cozile de vehicule ajung în intersecțiile anterioare și le blochează și pe acestea se ajunge la o congestie totală, situație care nu se mai poate rezolva decât prin intervenția poliției și/sau după trecerea orei de vârf și reducerea numărului de vehicule. Soluția adoptată de către autor este de a bloca trecerea vehiculelor prin intersecțiile anterioare pentru a asigura că o coadă într-o anumită intersecție nu se întinde mai mult decât distanța între intersecții.
Soluția poate fi utilizată în mai multe etape:
în cazul în care numărul de vehicule este relativ mic se poate utiliza la intrările într-o anumită zonă, astfel încât în interiorul zonei respective circulația să se desfășoare fluent (vehiculele să stea maxim un ciclu de semaforizare). Posibilitatea de a delimita astfel de zone este limitată de existența unor intersecții de străzi cu flux mare de vehicule în interiorul zonei (ce apare în situația în care vehiculele care intră în zonă se concentrează pe două direcții care se intersectează);
în situația în care traficul este intens se previne blocarea traficului din cauza cozilor de vehicule care se întind până în intersecțiile anterioare.
Se consideră că într-o anumită intersecție ajung din intersecția anterioară atât vehiculele care merg pe direcția înainte de pe același drum, cât și vehiculele care virează stânga/dreapta de pe drumurile transversale.
O situație mai dificilă apare acolo unde intrarea în intersecție are un anumit număr de benzi, iar ieșirea are mai puține benzi. În cazul în care mai multe intrări în intersecție au un flux mare de vehicule care merg spre o singură ieșire cu un număr de benzi mai mic decât la intrare este sigură apariția unei congestii. Un exemplu în acest sens în reprezintă intersecția dintre Bd Carol și Calea Moșilor. În această intersecție, Calea Moșilor din direcția Obor are două benzi pentru virajul la dreapta, spre Armenească, dar din cazul numărului mare de vehicule este utilizată și a treia bandă tot pentru virajul la dreapta. Bd. Carol, din direcția Izvorul Rece sunt 3 benzi pentru direcția înainte (spre Armenească). În timp ce intrările din ambele direcții au câte 3 benzi, ieșirea spre Armenească are doar 2 benzi. Aceasta este o zonă în care se formează de obicei congestii.
Figura 6.2. Intersecția Bd Carol – Calea Moșilor
Procedeul de control al accesului într-o intersecție presupune micșorarea timpului de verde pentru o direcție cu un anumit timp, în timp ce celelalte faze de semaforizare nu se modifică. În acest mod, pentru perioada de timp considerată toate semafoarele din intersecție au culoarea roșie, astfel încât nici un vehicul nu mai trece spre zona deja aglomerată. Prin reducerea numărului de vehicule care ajunge într-o intersecție se creează posibilitatea ca semaforizarea din acea intersecție să poată disipa cozile de vehicule care se formează.
Controlul accesului în intersecție nu poate presupune timpi mari de roșu pentru toată intersecția. Chiar dacă un astfel de timp nu este suficient pentru a împiedica formarea unei cozi de vehicule în intersecția următoare, este acceptabil și un timp de blocare pentru care lungimea cozii care se formează crește mai încet, astfel încât să nu ajungă în intersecția anterioară până la trecerea perioadei „oră de vârf”.
Pentru determinarea timpului de blocare necesar trebuie realizat un calcul pentru fiecare intersecție în parte, în funcție de numărul de vehicule care ajung în intersecție și numărul de vehicule care pot trece prin aceasta în timpul perioadei de verde.
Considerăm intersecțiile din figura următoare:
Figura 6.3. Exemplu de intersecții
Unde , reprezintă numerele intersecțiilor, iar 1.1, 1.2 și 1.3 reprezintă fluxurile de vehicule care se îndreaptă către intersecția 2 plecând din intersecția 1 pe direcțiile înainte, stânga si respectiv dreapta.
Fie:
2e = numărul de vehicule care ies în unitatea de timp considerată din intersecția 2 pe grupul de benzi care vine dinspre intersecția 1
nveh1 = numărul total de vehicule care ies în unitatea de timp considerată din intersecția 1 spre intersecția 2
N2 = numărul de benzi din grupul de benzi al intersecției 2 care vine dinspre intersecția 1
d = distanța între intersecții
l = lungimea medie a unui vehicul (include si distanta fată de vehiculul din față) 5 m
nc = numărul de cicluri de semafor în unitatea de timp considerată
Vi = timp de verde pe direcția i {1, 2, 3} din intersecția 1
si = rata de saturație (veh/sec) din direcția i {1, 2, 3} a intersecției 1 respectiv numărul de veh/sec care ies din intersecția 1 de pe direcția i spre intersecția 2, depinzând de numărul de vehicule de pe acea direcție
v = timpul de verde blocat; în cazul în care este considerat același pentru toate fazele de semaforizare rezultă din rezolvarea inecuațiilor următoare iar dacă este diferit rezultă dintr-o rezolvare iterativă care urmărește găsirea timpului minim de blocare
nf = numărul de faze de semaforizare pentru intersecția 1
Numărul de vehicule care formează coada rezultă din numărul de vehicule care ajung în intersecție – numărul de vehicule care ies din intersecție pe perioada considerată. Unitatea de timp aleasă trebuie să cuprindă durata orei de vârf. Lungimea cozii formată în această perioadă nu trebuie să depășească distanța dintre intersecții:
(6.6)
de unde:
(6.7)
În cazul în care considerăm că rezultă că:
(6.8)
În situația considerată timpul de verde Vi nu permite realizarea relației de mai sus si atunci se va considera un timp de verde mai mic, , care este dat de relația . Atunci relația devine:
(6.9)
de unde
(6.10)
Timpul de verde blocat trebuie sa fie cât mai redus și de aceea rezultă că:
(6.11)
Pentru rezolvarea acestei ecuații este nevoie de date din trafic legate de fluxurile de vehicule; se poate considera că 2e este constant în condiții de trafic intens și de aceea variabila rămâne nveh1, respectiv si, cu i {1, 2, 3}. Pentru determinarea acestor valori trebuie amplasați detectori la ieșirea din intersecția 1.
Am realizat un studiu de blocare controlată a accesului vehiculelor în intersecție, prin care am urmărit testarea unei blocări a accesului prin intermediul semaforizării, cu scopul de a împiedica formarea în intersecțiile următoare a unor cozi de vehicule care să blocheze la rândul lor intersecția curentă. Astfel, sistemul de semaforizare funcționează similar cu un agent de circulație, permițând trecerea vehiculelor spre direcțiile care nu sunt congestionate (dacă există) sau blocarea completă a accesului în intersecție până la eliberarea uneia sau mai multor ieșiri.
Din analizele realizate s-a concluzionat că pentru diferențe relativ mici între numărul de vehicule care ajung în intersecția 2 și cele care ies din această intersecție un timpul de blocare este de 1..3 secunde, ceea ce se consideră a fi o situație acceptabilă. În cazul în care numărul de vehicule care ajung în intersecția 2 crește se consideră prioritară evitarea măririi cozii de așteptare peste distanța dintre intersecții și atunci timpul de blocare poate crește până la valori mai mari.
Dacă timpul total de blocare stabilit este mai mare decât valorile enunțate anterior (determinat pornind de la necesitatea ca lungimea cozilor de vehicule să nu crească excesiv), se consideră ca un aspect important este informarea șoferilor, pentru a nu se ajunge la concluzia periculoasă că semafoarele nu funcționează.
Diagrama de decizie a algoritmului este prezentată în Figura 6.4:
Figura 6.4. Diagrama de decizie a algoritmului
Am considerat că această soluție este utilă deoarece:
o intersecție blocată se poate debloca greu și în plus poate induce șoferilor o atitudine de ignorare a indicațiilor semafoarelor;
un panou de informare pentru șoferi previne falsa prezumție că semafoarele nu ar funcționa, concluzie la care ar putea ajunge conducătorii de vehicule în cazul în care constată că toate semafoarele afișează culoarea roșie;
prin prevenirea blocării intersecțiilor timpul total de călătorie scade și implicit emisiile de substanțe, adică poluarea; în același timp se poate considera și o reducere a poluării fonice cauzate de claxoane.
În mod evident, am considerat că marea majoritate a șoferilor respectă indicațiile semafoarelor.
Studii de caz
În continuare se vor analiza două cazuri, pe traseul Piața Iancului -> Universitate unde, în prima variantă se va determina timpul de verde maxim care poate fi aplicat pentru a nu se ajunge la cozi de vehicule care să blocheze intersecții și în a doua variantă se va testa dacă există posibilitatea implementării unui sistem „undă verde” pe acest traseu, în condiții de trafic foarte aglomerat, fără a conduce la un timp de așteptare mai mare pe întregul traseu.
Analiza situației inițiale
Pentru a putea evalua rezultatele implementării algoritmului se face inițial o evaluare a situației curente.
Figura 6.5. Reprezentarea în Synchro a traseului ales
În continuare vor fi prezentate rezultatele calculelor efectuate pentru fiecare intersecție în parte.
Intersecția Pache Protopopescu-Mătăsari-Agricultorilor
Figura 6.6. Model de schemă pentru intersecțiile studiate
Figura 6.7. Calculul pentru optimizarea lungimii ciclului
Prima intersecție din rută a fost împărțită în două părți, efectuându-se o analiză pentru intersecția Pache Protopopescu-Agricultorilor și a doua pentru intersecția Pache Protopopescu-Mătăsari.
Figura 6.8. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu-Agricultorilor
Figura 6.9. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu-Agricultorilor
Figura 6.10. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu- Mătăsari
Figura 6.11. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu- Mătăsari
Din analiza efectuată rezultă un timp optim pentru ciclul de semaforizare de 145 de secunde. Analiza întârzierilor apărute în intersecții arată o întârziere de 182,5 secunde în prima intersecție, care are un nivel de serviciu F și de 3,5 secunde pentru a doua intersecție, care are un nivel de serviciu A.
Intersecția Pache Protopopescu – Popa Nan
Figura 6.12. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Popa Nan
Figura 6.13. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Popa Nan
Intersecția Pache Protopopescu – Traian
Figura 6.14. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Traian
Figura 6.15. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Pache Protopopescu – Traian
Intersecția Carol I – Calea Moșilor
Figura 6.16. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Carol I – Calea Moșilor
Figura 6.17. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Carol I – Calea Moșilor
Intersecția Carol I – Armand Călinescu
Figura 6.18. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Carol I – Armand Călinescu
Figura 6.19. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Carol I – Armand Călinescu
Intersecția Rosetti 1
Deoarece în Piața Rosetti există două semafoare, unul la intrare și al doilea la ieșirea din piață, aceasta a fost împărțită în două pentru analiză, considerându-se separat fiecare semafor.
Figura 6.20. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Rosetti 1
Figura 6.21. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Rosetti 1
Intersecția Rosetti 2
Figura 6.22. Fereastra cu calculul timpilor de semaforizare pentru intersecția Rosetti 2
Figura 6.23. Fereastra cu fazele de semaforizare pentru intersecția Rosetti 2
Din analizele efectuate rezultă următorul tabel de date:
Rapoartele detaliate de analiză sunt prezentate în Anexa II.
Exemplu de implementare a algoritmului cu controlul cozilor de vehicule
În continuare se prezintă tabelul cu datele înregistrate în trafic timp de o oră în intersecțiile de pe acest traseu. În acest tabel sunt prezentate:
denumirea intersecției;
timpul total ciclu în intersecție, T;
momentul zilei când s-a realizat măsurarea: D = dimineață, S = seară;
intrarea în intersecție de unde pleacă vehicule spre următoarea intersecție de pe traseu și direcția în care acestea merg (î = înainte, st = stânga, dr = dreapta);
pentru fiecare direcție se precizează:
numărul de vehicule care merg în direcția respectivă; vehiculele care se îndreaptă către intersecția următoare de pe traseu sunt scrise cu caractere îngroșate
timpul de verde pe direcția respectivă, V
numărul de vehicule care ies din intersecție pe acea direcție, în medie, într-o secundă.
Tabelul 6.1 – Tabel măsurători inițiale
Pornind analiza din punctul de vedere al prevenirii cozilor foarte mari de vehicule, studiul se va face pornind de la intersecția Universitate înapoi spre Piața Iancului. Acest exemplu nu va urmări respectarea cu strictețe a regulii de menținere a unui interval de blocare redus față de situația inițială, deoarece din analiza efectuată și prezentată în Anexa II rezultă o semaforizare deficitară la momentul analizării traseului. Scopul acestui exemplu de calcul este de a demonstra că prin reducerea timpului de verde la semafoare poate rezulta o îmbunătățire (considerabilă) în timpul de parcurgere a traseului.
1) Universitate -> Piața Rosetti 2
Figura 6.24. Tronsonul Universitate – piața Rosetti
Tabelul 6.2 – Piața Rosetti 2 – Universitate
Din intersecția Piața Rosetti 2 pleacă în timpul orei de vârf de dimineață 1603 vehicule/h, în timp de în intersecția Universitate trec 1117 vehicule/h. Diferența de vehicule formează într-o oră o coadă de 486 vehicule distribuite pe 3 benzi. Rezultă un număr de 162 vehicule/bandă, ceea ce la o lungime medie considerată de 5 m (incluzând distanța între vehicule) conduc la o lungime totală teoretică a cozii de 842,4 m. Această distanță este mai mare decât distanța între cele două intersecții, de 255 m și astfel apare o blocare a intersecției Rosetti 2.
Pentru a preveni formarea unei astfel de cozi trebuie ca diferența de vehicule într-o oră să fie de 147 vehicule => din intersecția Rosetti 2 trebuie să plece 1264 vehicule. Rezultă un timp de verde acceptat în intersecție de 43 secunde.
În timpul orei de vârf de seara, timpul de verde existent permite trecerea vehiculelor fără formarea cozilor.
2) Piața Rosetti 2 -> Piața Rosetti 1
Figura 6.25. Piața Rosetti
Tabelul 6.3 – Piața Rosetti 1 – Piața Rosetti 2
În timpul orei de vârf de dimineață apare o diferență de 377 vehicule, care creează o coadă de 628 m, depășind distanța dintre intersecții. Pentru a preveni formarea unei cozi cu această dimensiune, trebuie ca timpul de verde de la intrarea în Piața Rosetti să fie redus la 39 sec. În timpul orei de vârf de după-amiază se formează o coadă de 44 vehicule cu lungimea de 110 m care nu blochează intersecția anterioară.
3) Piața Rosetti -> Armenească
Figura 6.26. Tronsonul Rosetti – Armenească
Tabelul 6.4 – Armenească – Piața Rosetti 1
În timpul orei de vârf de dimineață apare o diferență de 120 vehicule, care creează o coadă de 300 m, depășind distanța dintre intersecții. Pentru a preveni formarea unei cozi cu această dimensiune, trebuie ca timpul de verde de la intrarea Bd. Carol I să fie redus la 57 sec.
În timpul orei de vârf de după-amiază nu se formează cozi care să blocheze intersecția anterioară.
4) Armenească -> Moșilor
Figura 6.27. Tronsonul Armenească – Moșilor
Tabelul 6.5 – Carol I-Moșilor – Armenească
În timpul orei de vârf de dimineață din diferența de 315 de vehicule rezultă o coadă de vehicule de 787,5 m. În acest caz rezultă că este suficientă o micșorare a timpului de verde pentru intrarea Carol I cu 2 secunde iar pentru intrarea Moșilor cu 3 secunde.
În timpul orei de vârf de după-amiază se formează o coadă de 138 m datorată diferenței de 55 vehicule, ceea ce nu conduce la blocarea intersecției anterioare.
5) Moșilor -> Foișor și Moșilor -> Pache-Traian
Figura 6.28. Tronsonul Moșilor – Foișor
Tabelul 6.6 – Pache Protopopescu-Traian – Carol I-Moșilor
În timpul orei de vârf de dimineață în intersecția Carol I – Moșilor apare o coadă formată din 210 vehicule cu o lungime de 350 m, care produce o blocare a intersecției nesemaforizate Izvorul Rece. Pentru a evita această blocare lungimea cozii nu trebuie să fie mai mare de 120 m (72 vehicule). Pentru aceasta este necesară o reducere a timpului de verde cu 2 secunde pentru intersecția Pache-Traian și cu 5 secunde pentru intersecția Foișor.
În timpul orei de vârf de după-amiază în intersecția Carol I – Moșilor se formează o coadă de 203 vehicule cu o lungime de 338 m. În acest caz este necesară o reducere a timpului de verde cu 4 secunde pentru intersecțiile Pache-Traian și Foișor.
6) Pache-Traian -> Pache-Popa Nan
Figura 6.29. Tronsonul Foișor – Popa Nan
Tabelul 6.7 – Pache Protopopescu-Popa Nan – Pache Protopopescu-Traian
În timpul orei de vârf de dimineață apare un blocaj cauzat de o coadă formată din 454 vehicule cu o lungime de 1135 m. În acest caz timpul de verde pentru intrarea Pache Protopopescu trebuie redus la 22 secunde, pentru intrarea Popa Nan la 13 secunde iar pentru intrarea Matei Voievod la 12 secunde.
Pentru ora de vârf de după-amiază apare o coadă de 435 de vehicule și astfel rezultă o valoare a timpului de verde pentru intrarea Pache Protopopescu 21 secunde, pentru intrarea Popa Nan de 13 secunde iar pentru intrarea Matei Voievod de 12 secunde.
7) Pache-Popa Nan -> Pache-Mătăsari
Figura 6.30. Tronsonul Popa Nan – Mătăsari
Tabelul 6.8 – Pache Protopopescu-Mătăsari – Pache Protopopescu- Popa Nan
În timpul orei de vârf de dimineață apare o coadă formată din 190 de vehicule cu lungimea de 475 m. Având în vedere că distanța dintre intersecțiile considerate este de 496 m, această coadă nu creează blocaje în intersecția Pache-Mătăsari.
Pentru ora de vârf de după-amiază apare o coadă de 251 de vehicule cu lungimea de 627,5m și astfel rezultă o necesitatea micșorării timpului de verde cu 4 secunde pentru intrarea Pache Protopopescu.
8) Pache-Mătăsari -> Piața Iancului
Figura 6.31. Tronsonul Mătăsari – Iancului
Tabelul 6.9 – Piața Iancului – Pache Protopopescu- Mătăsari
În timpul orei de vârf de dimineață apare o coadă formată din 111 de vehicule cu lungimea de 277,5 m, care nu depășește distanța dintre intersecții care este de 330 m. Pentru ora de vârf de după-amiază apare o coadă de 131 de vehicule cu lungimea de 327,5 m.
Succesiunea finală a intersecțiilor este prezentată în tabelul următor.
Tabelul 6.10 – Succesiunea finală a intersecțiilor
În continuare este prezentată o analiză comparativă a celor două situații, cea inițială și cea îmbunătățită pentru a determina timpul de trecere a unui vehicul prin lanțul de intersecții în cele două cazuri. Am considerat trecerea unui vehicul la sfârșitul orei de vârf când coada de așteptare are lungimea maximă și în plus, în cazul în care intersecția este blocată pot trece prin acea intersecție maxim jumătate din vehiculele care ar fi trecut în cazul în care aceasta ar fi fost liberă.
Tabelul 6.11 – Analiza comparativă
Se constată o îmbunătățire semnificativă a duratelor de așteptare, pentru ora de vârf de dimineață reducerea este de 53% iar pentru ora de vârf de după-amiază de 40% (este o scădere mai mică deoarece pentru ora de vârf de după-amiază există doar două intersecții blocate, față de 4 dimineața).
Algoritmul are ca efect o redistribuire a cozilor de vehicule între intersecții, împiedicând blocarea acestora. Astfel se reduce considerabil timpul de parcurgere a unui lanț de intersecții. Există situații, care rezultă în urma unor analize similare cu cea precedentă din care pot rezulta posibilități de implementare a unui sistem „undă verde”: în cazul în care există spațiu suficient de mare înaintea primei intersecții se poate impune formarea unei cozi de vehicule, iar după ce vehiculele trec de această intersecție să aibă undă-verde până la ultima intersecție din șir.
Cu toate că pentru unele intersecții au rezultat din calcul timpi mari de blocare, acest lucru nu înseamnă că acele intersecții vor fi blocate același interval de timp pentru fiecare ciclu, ci blocarea se realizează în funcție de informațiile actualizate permanent, achiziționate din intersecția curentă și intersecțiile următoare, după cum se va prezenta mai jos.
Algoritmul se bazează pe rezolvarea situațiilor de congestie pe toate direcțiile care ajung în intersecții, dar propune soluții pentru diferite etape de aglomerare:
De pe fiecare direcție ajung în intersecție vehicule care stau la cel mult un ciclu de semaforizare: semaforizarea curentă nu se modifică
De pe o direcție/mai multe direcții ajung în intersecție vehicule care formează cozi; de pe celelalte direcții nu se formează cozi:
b1) dacă direcțiile pe care se formează cozi sunt principale atunci se recalculează timpii pentru celelalte semafoare, dacă este posibil, astfel încât să se elimine cozile pe direcțiile (cel puțin principale) din intersecție; în cazul în care acest lucru nu este posibil, se blochează controlat intersecțiile din care provin vehiculele care produc cozile
b2) dacă direcțiile pe care se formează cozi sunt secundare atunci:
b21) dacă acele cozi tind să blocheze intersecțiile anterioare, se recalculează timpii pentru celelalte semafoare astfel încât să nu apară blocaje de intersecții; în cazul în care acest lucru nu este posibil, se blochează controlat intersecțiile din care provin vehiculele care produc cozile;
b22) dacă acele cozi nu tind să blocheze intersecțiile anterioare, semaforizarea curentă nu se modifică
De pe toate direcțiile ajung în intersecție vehicule care formează cozi:
c1) dacă acele cozi nu blochează alte intersecții, se face o recalculare a timpilor de semaforizare care să asigure o prioritate pentru vehiculele de pe direcția principală;
c2) dacă unele cozi de vehicule blochează alte intersecții, se realizează o blocare controlată a accesului în intersecțiile anterioare cu un timp calculat astfel încât să se împiedice formarea unor astfel de coloane de vehicule.
Evaluarea algoritmului cu programul Synchro
Figura 6.32. Modelarea traseului ales în Synchro
Prin analiza realizată cu programul rezultă pentru datele introduse, corespunzătoare orei de vârf de dimineață, o reducere a timpului total de întârziere de 38,3%. Diferența față de situația analizată anterior este dată de introducerea în program a valorilor complete pentru intersecții (detalii geometrice, % vehicule grele, parcări etc.).
Rapoartele detaliate oferite de analiza comparată, între situația inițială și algoritmul aplicat sunt prezentate în Anexa II.
Exemplu de implementare a algoritmului cu implementarea sistemului „undă verde”
Evaluarea timpului de așteptare
Considerând d – distanța dintre 2 intersecții, C – lungimea ciclului de semaforizare, L – lungimea cozii de vehicule, veh – numărul de vehicule care ies din intersecție într-un ciclu de semaforizare, v – viteza de circulație, timpul de parcurgere a distanței (până la trecerea efectivă prin intersecția 2) este de:
(6.12)
din care timpul total de așteptare este dat de . Pentru un lanț de intersecții întârzierea totală este:
(6.13)
Această valoare depinde în mod esențial de numărul de vehicule care pot ieși din intersecție într-un ciclu de semaforizare, valoare care determină și lungimea cozii de vehicule. Pentru minimizarea întârzierii totale pe o rută selectată se poate alege un procedeu de semaforizare care să permită formarea cozilor de vehicule, dar cu lungime calculată, sau, în situația în care există spațiu pentru o coadă de vehicule mai mare la intrarea în rută se poate alege o semaforizare care să permită implementarea unui sistem „undă-verde”. Astfel, se formează o coadă de vehicule mult mai mare la intrare și cu un timp de așteptare mai lung, dar în momentul intrării unui vehicul pe rută, acesta va beneficia de sistemul de corelare al semafoarelor și astfel va parcurge zona fără timpi suplimentari de așteptare. În continuare se va face o analiză, pe aceeași rută, de implementare a unui sistem de corelare al semafoarelor și o evaluare a impactului pe care un astfel de sistem îl poate avea.
Această analiză presupune și un calcul pentru corelarea semafoarelor. Sunt două estimări care se pot face în acest pas. Prima estimare este legată de durata de parcurgere a distanței dintre două intersecții cu plecare de pe loc și al doilea calcul este legat de timpul de parcurgere cu plecare din intersecția anterioară cu viteza legală permisă în zonă.
Timpul de parcurgere al distanței dintre intersecții, cu plecare de pe loc este dat de:
(6.14)
unde d = distanța dintre intersecții
v0 = viteza inițială, care este 0 la plecarea de pe loc
a = accelerația. Pentru majoritatea vehiculelor se consideră un timp de ajungere la viteza de 100 km/h de 11-13 secunde. , de unde rezultă o accelerație medie de 2,3 m/s2.
În cazul în care se pleacă de la viteza legală, de 50 km/h și se merge constant, formula este:
(6.15)
Pentru calculul timpilor de decalaj între semafoare se va utiliza distanța dintre intersecții, după cum este precizată în figura următoare și se va considera o viteză de deplasare de 50 km/h.
În această analiză se calculează unda verde pornind de la următoarele premise:
toate vehiculele care vin pe rută din intersecția anterioară trec fără oprire
coada de vehicule care se formează într-o intersecție, exclusiv din vehiculele de pe străzile adiacente rutei și din intersecțiile ne-semaforizate de pe traseu nu depășește lungimea de 6 vehicule/bandă.
Decalajul între intersecții este dat de:
(6.16)
unde: td i-j – decalajul de timp între semaforul din intersecția j și cel din intersecția i
di-j – distanța dintre intersecțiile i și j
v – viteza de deplasare între intersecții
vehj – coada de vehicule, exprimată în număr de vehicule/bandă în intersecția j
tp – timpul necesar părăsirii intersecției j de către vehiculele care au format coada de așteptare pe timpul de roșu.
Distanța de la vehiculul 6 din coadă până la semafor este considerată de 5*5(m/vehicul) = 25 m. Timpul mediu de accelerare de la 0 la 50km/h (13,9 m/s) este de secunde. În acest timp se parcurge o distanță de m, care este mai mare decât distanța până la semafor. Se concluzionează că pentru calculul timpului de intrare în intersecție a vehiculelor din coadă se consideră doar faza de accelerare cu pornire de la viteza 0.
, cu dn = distanța vehiculului până la semafor, care este considerată egală cu 5*(numărul vehiculului-1), de unde . (6.17). Considerând în fiecare intersecție o coadă cu lungimea propusă mai sus, rezultă un timp de eliberare a intrării în intersecție de 17,5 secunde.
În figura anterioară sunt numerotate intersecțiile selectate și este precizată distanța dintre acestea.
Pentru distanța 0-1: .
Pentru distanța 1-2: .
Pentru distanța 2-3: .
Pentru distanța 3-4: .
Pentru distanța 4-5: .
Pentru distanța 5-6: .
Pentru distanța 6-7: .
Pentru distanța 7-8: .
Analiza traseului Piața Iancului -> Universitate cu eliminarea cozilor de vehicule de pe traseu
În tabelul următor sunt reluate datele de trafic înregistrate, astfel încât punctul de pornire al analizei să fie identic cu cel al analizei anterioare. În acest tabel sunt prezentate:
denumirea intersecției;
timpul total ciclu în intersecție, T;
momentul zilei când s-a realizat măsurarea: D = dimineață, S = seară;
intrarea în intersecție de unde pleacă vehicule spre următoarea intersecție de pe traseu și direcția în care acestea merg (î = înainte, st = stânga, dr = dreapta);
pentru fiecare direcție se precizează:
numărul de vehicule care merg în direcția respectivă; vehiculele care se îndreaptă către intersecția următoare de pe traseu sunt scrise cu caractere îngroșate
timpul de verde pe direcția respectivă, V
numărul de vehicule care ies din intersecție pe acea direcție, în medie, într-o secundă.
Pentru evaluarea numărului de vehicule care pot trece prin intersecție s-a ținut cont de datele rezultate din prima variantă de calcul și s-a considerat valoarea maximă dintre perioadele de dimineață și de seară (s-a plecat de la ipoteza că numărul de vehicule care pot trece prin intersecție într-o secundă este dependent de geometria intersecției și de aceea nu s-a utilizat o constantă pentru toate intersecțiile).
Tabelul 6.12 – Tabel măsurători inițiale – test „undă verde”
1) Universitate -> Piața Rosetti 2
Figura 6.33. Tronsonul Universitate – piața Rosetti
Tabelul 6.13 – Piața Rosetti 2 – Universitate: test „undă verde”
În această intersecție – Piața Rosetti 2 – nu este necesară modificarea perioadei de verde.
2) Piața Rosetti 2 -> Piața Rosetti 1
Figura 6.34. Piața Rosetti
Tabelul 6.14 – Piața Rosetti 1 – Piața Rosetti 2: test „undă verde”
Nu este necesară modificarea timpului de verde.
3) Piața Rosetti -> Armenească
Figura 6.35. Tronsonul Rosetti – Armenească
Tabelul 6.15 – Armenească – Piața Rosetti 1: test „undă verde”
Nu este necesară modificarea timpului de verde.
4) Armenească -> Moșilor
Figura 6.36. Tronsonul Armenească – Moșilor
Tabelul 6.16 – Carol I-Calea Moșilor – Armenească: test „undă verde”
Timpul maxim de verde pe Bd. Carol I trebuie să fie de 20 sec, iar pe Calea Moșilor 14 secunde.
5) Moșilor -> Foișor și Moșilor -> Pache-Traian
Figura 6.37. Tronsonul Moșilor – Foișor
Tabelul 6.17 – Pache Protopopescu-Traian – Carol I-Calea Moșilor: test „undă verde”
Timpul de verde trebuie redus pe Pache Protopopescu până la 29 de secunde, iar pe Bd. Ferdinand la 18 secunde.
6) Pache-Traian -> Pache-Popa Nan
Figura 6.38. Tronsonul Foișor – Popa Nan
Tabelul 6.18 – Pache Protopopescu-Popa Nan – Pache Protopopescu-Traian: test „undă verde”
Timpul de verde trebuie redus pe Pache Protopopescu până la 21 de secunde, iar pe străzile laterale la 8 secunde.
7) Pache-Popa Nan -> Pache-Mătăsari
Figura 6.39. Tronsonul Popa Nan – Mătăsari
Tabelul 6.19 – Pache Protopopescu-Mătăsari – Pache Protopopescu- Popa Nan: test „undă verde”
Timpul de verde trebuie redus pe Pache Protopopescu până la 26 de secunde, iar pe străzile laterale la 13 secunde.
8) Pache-Mătăsari -> Piața Iancului
Figura 6.40. Tronsonul Mătăsari – Iancului
Tabelul 6.20 – Piața Iancului – Pache Protopopescu- Mătăsari: test „undă verde”
Timpul de verde trebuie redus pe Bd. Iancului până la 22 de secunde, iar pe strada Mihai Bravu, pentru virajele la dreapta la 32 secunde.
Succesiunea finală a intersecțiilor este prezentată în tabelul următor. În acesta apar numărul de vehicule și timpul de verde pentru fiecare intersecție.
Tabelul 6.21 – Succesiunea finală a intersecțiilor: test „undă verde”
Pentru evaluarea algoritmului se va compara întârzierea totală cu întârzierea calculată înainte de optimizare: 3269 de secunde pentru ora de vârf de dimineață, respectiv 2315 secunde pentru ora de vârf de după-amiază.
În cazul considerat singura coadă de vehicule se formează în intersecția Iancului, cu lungime de 235 de vehicule, împărțită pe două benzi, aproximativ 118 vehicule pe bandă. Aceste vehicule așteaptă până la trecerea de intersecția 0, după care timpul de întârziere este 0, prin implementarea „undei-verzi”. Astfel, timpul total de parcurgere este egal cu timpul de așteptare la coadă + timpul de parcurgere al întregii distanțe cu viteza de 50 km/h.
Pentru cele 430 de vehicule trecute într-o oră prin intersecția 0 rezultă o rată de trecere de 11 vehicule/ciclu. Astfel, pentru coada de 118 vehicule sunt necesare 11 cicluri de semaforizare. La o lungime a ciclului de 92 de secunde rezultă un timp total de așteptare de 1012 de secunde (aproximativ 17 minute).
Timpul de parcurgere al rutei alese este de secunde.
Tabelul 6.22 – Analiza comparativă – test „undă verde”
Se constată o îmbunătățire majoră a duratelor de așteptare față de timpul inițial, dar și față de prima variantă de calcul. Astfel, pentru ora de vârf de dimineață reducerea față de situația inițială este de 64% iar pentru ora de vârf de după-amiază de 49%. Față de primul algoritm de calcul, reducerea este de 22% pentru ora de vârf de dimineață și de 14% pentru ora de vârf de după-amiază.
Nu există posibilitatea de implementare a celei de-a doua variante a algoritmului decât în situația în care sunt anunțați șoferii prin diferite mijloace (de exemplu panouri de afișare înaintea intersecției în care se formează coada de așteptare), pentru ca aceștia să nu își piardă răbdarea și să încerce alegerea de variante alternative (care pot include și încălcări ale legii). Soluția propusă este considerată a fi utilă pentru anumite trasee speciale, cum ar fi rute pe care circulă preponderent mijloace de transport public, sau pentru controlul semafoarelor de-a lungul unei rute a unui mijloc de transport public de suprafață cu cale proprie de rulare – metrou ușor – pentru a se stabili trecerea acestuia fără oprire prin intersecții, fără a influența major traficul de autovehicule care se desfășoară în mod normal pe acel traseu; în acest caz trebuie ținut cont însă și de timpul de așteptare în stații pentru mijlocul de transport public considerat.
Suportul Excel pentru determinarea timpilor de verde
Figura 6.41. Fișa de calcul Excel pentru determinarea timpilor de verde
Coloanele din formular au următoarele semnificații:
Numele intersecției
Timpul total al ciclului, pe primul rând din grupa fiecărei intersecții, respectiv distanța până la intersecția anterioară, din care rezultă lungimea maximă a cozii de așteptare care se poate forma, fără ca aceasta să blocheze alte intersecții
Numele intrării în intersecție: s-au considerat doar intrările din care ies vehicule spre intersecția următoare de pe traseul considerat; direcția evaluată este de la Piața Iancului spre Universitate
Numărul de vehicule, într-un interval de o oră, care merg pe direcția înainte pentru fiecare intrare considerată
Timpul de verde pentru direcția înainte, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de benzi pentru direcția înainte, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de vehicule care ies din intersecție, în medie, pe secundă, pentru intrarea considerată. Această valoare este egală cu
Numărul de vehicule, într-un interval de o oră, care merg pe direcția stânga pentru fiecare intrare considerată
Timpul de verde pentru direcția stânga, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de benzi pentru direcția stânga, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de vehicule care ies din intersecție, în medie, pe secundă, pentru intrarea considerată
Numărul de vehicule, într-un interval de o oră, care merg pe direcția dreapta pentru fiecare intrare considerată
Timpul de verde pentru direcția dreapta, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de benzi pentru direcția dreapta, pentru fiecare intrare considerată
Numărul de vehicule care ies din intersecție, în medie, pe secundă, pentru intrarea considerată
La finalul fiecărei rubrici corespunzătoare unei intersecții apare cu roșu numărul de vehicule care pleacă spre intersecția următoare – Ni. La începutul (pe primul rând al) fiecărei rubrici corespunzătoare unei intersecții apare cu verde numărul de vehicule care pot ieși din intersecție de pe artera care vine dinspre intersecția anterioară – Ne. Apar trei cazuri:
în cazul în care Ne ≥ Ni, nu poate să apară congestie deoarece numărul de vehicule care pot ieși din intersecție este cel puțin egal cu numărul vehiculelor care ajung la semafor în aceeași intersecție;
în cazul în care Ne < Ni:
diferența de vehicule formează o coadă, dar aceasta nu depășește distanța dintre intersecții
diferența de vehicule formează o coadă care depășește distanța dintre intersecții – aceasta este situația care trebuie evitată, de blocare a intersecțiilor
În funcție de relația dintre Ni și Ne și de distanța dintre intersecții se decide dacă se creează sau nu blocaje, fapt semnalat prin textul liber sau blocat.
La fel ca și P) dar pentru perioada de vârf de după-amiază.
O situație specială apare în cazul pieței Pache Protopopescu. Este vorba despre o intersectare a două drumuri cu fluxuri relativ egale de vehicule: unul care vine de pe Bd. Pache Protopopescu (ruta considerată) și al doilea de pe Bd. Ferdinand I. Pentru a obține o evaluare corectă a capacității intersecției Carol I – Calea Moșilor de a elibera fluxurile de trafic care ajung aici, trebuie considerate toate vehiculele care se îndreaptă spre această intersecție.
S-au contorizat vehiculele care intră în intersecție dinspre Bd. Pache Protopopescu, Bd. Ferdinand I, vehiculele care întorc și merg spre intersecția cu Calea Moșilor – în mare parte sunt vehicule care intră de pe strada Sfântul Ștefan – și ieșirile din Piață: strada Olari și Bd. Carol I. În plus, pentru a avea o situație mai bună a vehiculelor care circulă pe Bd. Ferdinand I s-a evaluat și intersecția dinainte de Piața Pache Protopopescu care este la Foișorul de Foc.
Din toate aceste calcule rezultă numărul de vehicule la ieșire – Bd. Carol I – raportat la numărul de vehicule care intră de pe fiecare stradă principală din Piață. Acest raport constituie o constantă în calculul pentru evaluarea impactului modificării timpilor de verde care a fost realizat.
Figura 6.42. Analiza cazului Piața Pache Protopopescu
Determinările numărului de vehicule s-au realizat la începutul perioadei de congestie din ora de vârf, pentru a surprinde numărul mare de vehicule, astfel încât să nu existe timp de verde neutilizat, dar să nu fie deja formate cozi de vehicule care să îngreuneze intrarea în intersecție pe perioada de verde.
Evaluarea ulterioară: s-a ținut cont de numărul de vehicule/secundă rezultat în urma observațiilor din teren ca fiind valoarea de referință pentru fiecare perioadă de vârf. Numărul final de vehicule care pot ieși din intersecție într-o oră este dat de timpul de verde (modificat), timpul total al ciclului de semaforizare, numărul de benzi și numărul de vehicule care pot ieși din intersecție într-o secundă. Acest raport este diferit de la o intersecție la alta, deoarece include și condiții speciale, cum ar fi de exemplu geometria intersecției, prezența liniilor de tramvai utilizate ca bandă utilă etc.
Pentru a doua analiză nu s-a mai ținut cont de eventualele încetiniri ale vehiculelor datorare unor congestii vizibile la ieșirea din intersecție, deoarece în acea analiză se consideră că nu mai există cozi de așteptare. În această situație s-a considerat ca număr de vehicule/secundă care pot ieși din intersecție valoarea maximă între numărul determinat pentru perioada de vârf de dimineață și numărul determinat pentru perioada de vârf de după-amiază.
Pentru calculul întârzierilor s-a utilizat foaia de calcul care este prezentată în figura următoare. Coloanele din formular au următoarele semnificații:
Numele intersecției
Numărul de vehicule care ajung la semaforul din intersecție, pe ruta aleasă. În primul grup – rândurile 3-10 – informațiile se referă la situația inițială, perioada de vârf de dimineață; în al doilea grup – rândurile 11-18 – informațiile se referă la situația inițială, perioada de vârf de după-amiază; în al treilea grup – rândurile 19-26 – informațiile se referă la situația modificată, perioada de vârf de dimineață; în al patrulea grup – rândurile 27-34 – informațiile se referă la situația modificată, perioada de vârf de după-amiază. Pentru a doua analiza nu s-a mai utilizat acest model de calcul al întârzierilor deoarece nu mai există cozi de vehicule decât în intersecția de la intrarea pe rută
Numărul de vehicule care ies din intersecție
Numărul de vehicule care formează potențiala coadă de așteptare
Numărul de benzi de pe artera pe care se formează coada de așteptare
Numărul de vehicule din coada de așteptare, pe bandă – se consideră o distribuție uniformă a acestora
Distanța până la intersecția anterioară
Indică dacă există sau nu o blocare a intersecții anterioare (lungimea cozii de vehicule este mai mare decât distanța dintre intersecții)
Lungimea ciclului de semaforizare
Numărul de cicluri de semaforizare într-o oră
Numărul de vehicule care pot ieși din intersecție, pentru traseul considerat, într-un ciclu de semaforizare
Numărul de cicluri de semafor la care stă un vehicul până la intrarea în intersecție
Numărul de secunde de așteptare
Timpul total de așteptare este calculat pentru toată succesiunea de intersecții
Procentul de îmbunătățire față de situația inițială.
Figura 6.43. Fișa ce calcul Excel pentru determinarea întârzierilor
Testarea algoritmului propus după implementarea sistemului de management al traficului în București
În anul 2007 a fost semnat contractul pentru implementarea în București a unui sistem modern de management adaptiv al traficului: BTMS. Acesta are în principal scopul de asigura scăderea timpului de călătorie în oraș, de a oferi o integrare cu sistemul de management al transportului public în vederea eficientizării acestuia și de a realiza un sistem de supraveghere video a celor mai importante intersecții din oraș. În plus, s-a urmărit și implementarea unui modul de asigurare a priorității pentru vehiculele de urgență (ambulanță, pompieri, poliție). Pentru operare a fost necesară realizarea unui centru de comandă care să integreze gestionarea tuturor sub-sistemelor. BTMS a fost prevăzut inițial pentru 100 de intersecții care să fie incluse în algoritmul adaptiv și 300 de autobuze ale RATB care să fie integrate în acest sistem.
Prin implementarea BTMS caracterul traficului s-a modificat, parametrii de semaforizare variind continuu de la un ciclu la altul. Din acest punct de vedere, analizele realizate ulterior din exteriorul sistemului au fost mai dificile, necesitând măsurări mai complexe și calcule mai laborioase.
După implementarea BTMS am făcut o reevaluare a algoritmului aplicat pe același traseu, considerând de această dată influența unui sistem de management al traficului. Scopul a fost de a testa utilitatea acestuia în noile condiții de trafic și de a verifica posibila sa implementare în condițiile existenței unui sistem funcțional de gestionare a traficului. În continuare este descrisă pe scurt metodologia utilizată și sunt prezentate rezultatele obținute.
La această analiză nu am mai evaluat modalitatea de aplicare a algoritmului în cele două perioade de vârf ale traficului, nefiind disponibile seturile de date necesare, dar am realizat alte două tipuri de teste:
primul test a presupus o diminuare a timpului de verde cu maxim 5 secunde. Această diminuare se referă la direcția considerată, astfel că există în unele cazuri posibilitatea extinderii timpului de verde pentru alte intrări în intersecție ceea ce ar conduce la eliminarea timpilor prelungiți de roșu pentru toate semafoarele. Acest aspect nu a făcut obiectul analizei efectuate.
al doilea test a avut la bază principiul eliminării tuturor cozilor de vehicule care să aibă o lungime mai mare decât distanța între două intersecții succesive, fără a avea o limită maximă a timpului de blocare al intersecțiilor.
În următoarele trei tabelele sunt prezentate: situația inițială, situația rezultată în urma aplicării algoritmului cu prima condiție și situația rezultată după al doilea test.
Tabelul 6.23 – Situația inițială
Tabelul 6.24 – Situația după primul test
Tabelul 6.25 – Situația după al doilea test
În urma acestor analize se pot constata următoarele:
în primul caz direcțiile secundare au fost foarte puțin afectate;
în al doilea test s-a dorit o influență cât mai mică asupra direcției principale, fiind modificate major direcțiile secundare;
în unele intersecții timpul de verde pe direcția principală a crescut.
În tabelul următor este prezentată o comparație între cele trei situații, din punct de vedere al lungimii cozilor de vehicule și al timpilor de parcurs al traseului selectat.
Tabelul 6.26 – Comparație între întârzierea cauzată de semaforizare în cele trei situații
Concluzii:
la fel ca în exemplificările anterioare, se constată o redistribuire a cozilor de vehicule între intersecții. Astfel, chiar daca pentru anumite zone timpul de așteptare crește, timpul total scade
se constată reduceri semnificative a întârzierilor față de situația inițială, prin eliminarea blocajelor din intersecții: 34% în primul test și 37% în al doilea
nu se constată diferențe majore între timpii finali rezultați pentru cele două teste, ceea ce confirmă afirmația anterioară care stipulează că este suficient un timp de blocare a accesului în intersecție relativ redus pentru a reduce semnificativ timpul total de parcurgere a traseului
algoritmul poate fi integrat într-un sistem de management al traficului, aducând îmbunătățiri suplimentare în caz de congestie.
Prezentarea software-ului utilizat pentru testarea eficienței algoritmului
Pentru a demonstra modalitatea de intervenție a algoritmului în cazul în care traficul se intensifică peste o limită acceptabilă, a fost conceput un program realizat în Visual Basic. Programul are două module: unul pentru modelarea unei intersecții și al doilea, ce conține două intersecții corelate, utilizate pentru demonstrarea algoritmului. În figura 6.44. este prezentat ecranul introductiv al aplicației, din care se poate selecta modulul dorit.
Figura 6.44. Ecranul introductiv al aplicației
Pentru intersecția selectată geometria acesteia, precum și distanțele considerate – pentru lățimile benzilor, distanțele fată de intersecțiile adiacente – sunt fixe (nu pot fi modificate). Celelalte valori necesare pentru simulare sunt introduse automat, dar pot fi modificate ulterior. Intersecția reprezentată este cea dintre Bd. Unirii și strada Mircea Vodă și valorile inițiale sunt valori reale măsurate în această intersecție. Pe direcția nord-sud sunt câte două benzi pe sens, virajele stânga-dreapta neavând benzi separate. Pe direcția est-vest există o bandă separată pentru virajele la stânga – care au și o fază separată de semaforizare, o bandă comună înainte + stânga și două benzi pentru direcția înainte (reprezentate în imagine ca o singură bandă, dar numărul de vehicule considerat este cel total, adică suma celor două benzi).
Pentru evaluarea algoritmului, în ecranul cu două intersecții se consideră două intersecții identice ca structură și ca valori inițiale ale vehiculelor (aceste valori pot fi modificate de către utilizator înainte de începerea simulării separat pentru fiecare intersecție în parte). Aceste intersecții sunt înlănțuite în mod realist, adică toate vehiculele care pleacă din prima intersecție spre dreapta sunt considerate vehicule de intrare în cea de-a doua intersecție și toate vehiculele care ies din a doua intersecție spre stânga se consideră vehicule de intrare pe direcția corespunzătoare a primei intersecții. Pe baza cozilor de vehicule care se formează în intersecții se determină timpii optimi de semaforizare și se încearcă o corelare a semafoarelor din cele două intersecții pentru realizarea unui sistem „undă verde” pe direcția stânga-dreapta, considerându-se și distanța dintre intersecții care este precizată în fereastra de simulare.
Pentru o apropiere de realitate a datelor generate, s-au considerat două aspecte. În primul rând numărul de vehicule care ajunge pe o anumită bandă este alterat cu -5%….+5%, pentru a simula opriri ale unor vehicule și intrări ale altora pe traseu. Un al doilea aspect este legat de comportamentul șoferilor. Astfel se încearcă o egalizate periodică a cozilor de vehicule, deoarece se consideră că dacă o coadă de așteptare de pe o bandă are cu 3-4 vehicule mai mult decât cealaltă, șoferii „se orientează” și se așează la coada mai mică și în acest mod există o tendință de egalizare a acestora.
Utilizatorul poate introduce numărul de vehicule de pe fiecare direcție (înainte, stânga, dreapta) și poate alege dacă valorile introduse reprezintă vehicule/ciclu sau vehicule/oră. Se pot modifica și timpii de galben pentru fiecare semafor și timpii de verde atât prin introducerea unor noi valori cât și prin butoanele cu săgeți de lângă fiecare casetă de text care arată un timp de verde. Aceste valori pot fi modificare și în timpul execuției simulării, dacă nu este activată opțiunea „Optimizare automată”. Programul determină automat în funcție de valorile introduse timpul total al ciclului, precum și timpii de roșu pentru fiecare semafor în parte.
Există trei butoane pentru controlul simulării:
butonul de start pornește simularea
butonul pauză întrerupe simularea – toți parametrii rămân memorați
butonul stop oprește simularea și toți parametrii revin la starea inițială.
În figura 6.45. este afișat ecranul inițial al modulului de analiză al intersecției.
Figura 6.45. Ecranul inițial al modulului de analiză pentru o intersecție
În timpul execuției simulării se pot afișa două tipuri de grafice. Primul grafic se referă la timpii semafoarelor, evidențiind proporția timpilor de verde, galben și roșu pentru fiecare fază de semaforizare. Sunt tratate separat semafoarele din direcțiile nord și sud deoarece acestea pot avea (în realitate au) timpi de verde diferiți, apoi sunt reprezentate semafoarele pentru mers înainte și dreapta de pe direcția est-vest și semafoarele pentru virajele stânga de pe aceeași direcție. Astfel, semaforul 0 este semaforul din direcția sud, semaforul 1 corespunde direcției nord, 2 – înainte + dreapta pentru direcția est-vest și 3 – viraje stânga pe direcția est-vest.
Al doilea tip de grafice reprezintă cozile de vehicule care se formează pe fiecare bandă în parte. Tot pe aceste grafice pot fi reprezentate, pentru comparație, seturi de date memorate referitoare la cozile de vehicule; aceste date pot fi generate de program la solicitarea utilizatorului sau pot fi încărcate din fișiere, dacă acestea există.
Figura 6.46. prezintă ecranul modulului după selectarea opțiunilor de afișare atât pentru graficul semafoarelor cât și cele pentru cozile de vehicule.
Figura 6.46. Graficele semafoarelor și ale cozilor de vehicule (înainte de începerea simulării)
După începerea simulării pot fi modificați următorii parametri:
Viteza de simulare – se reglează cu ajutorul controlului din partea stângă a ecranului și poate varia între 1 (timp real) și 0,001 când o secundă este reprezentată în program aproximativ în 0,05 secunde;
Timpii de verde, care se pot modifica prin scrierea noii valori sau prin intermediul săgeților și timpii de galben – valori care pot fi schimbate doar dacă nu este activată opțiunea „Optimizare automată”;
Afișarea graficului semafoarelor – se poate activa sau inactiva;
Afișarea cozilor de vehicule – se poate activa sau inactiva;
Afișarea numărului de vehicule – în cazul în care această opțiune este activă apare, pentru fiecare bandă în parte, numărul de vehicule existent în acel moment la semafor. În mod evident, aceste valori sunt coordonate cu graficele reprezentând cozile vehiculelor, deoarece graficele se bazează pe aceste date culese la terminarea timpului de verde (cozile de vehicule care sunt considerate reprezintă numărul de vehicule care a rămas la semafor după terminarea timpului de verde);
Afișarea cozilor de vehicule – la activarea opțiunii apare pentru fiecare bandă o reprezentare grafică sub formă de dreptunghi, cu o dimensiune care este direct proporțională cu numărul de vehicule de pe acea bandă.
Atât pentru numărul de vehicule cât și pentru cozile de vehicule, reprezentarea în culori a acestora semnifică:
verde: numărul de vehicule este mai mic decât 40% din numărul maxim. Numărul maxim de vehicule este considerat cel care ar duce la o blocare a intersecției anterioare;
galben: numărul de vehicule este mai mic decât 70% din numărul maxim;
roșu: numărul de vehicule este mai mare decât 70% din numărul maxim.
În figura 6.47. este prezentată o imagine din timpul rulării simulării, în care apar toate elementele vizuale posibile: graficele pentru semafoare și cozi de vehicule, numărul de vehicule de pe fiecare bandă și reprezentarea grafică a acestora.
Figura 6.47. Simulare cu toate elementele vizuale activate
Programul cuprinde o serie de operații care pot fi efectuate atât din meniu, cât și din bara de butoane de sub acesta. Operațiile sunt:
Încărcarea setărilor salvate () – sunt încărcate date referitoare la numărul de vehicule, timpii de verde și galben,
Salvarea setărilor curente ()
Încărcarea datelor pentru comparații salvate în fișier ()
Salvarea datelor pentru comparații ()
Pornirea simulării () – operația pornește simularea. Trebuie făcute câteva precizări legate de simulare. În primul rând s-au introdus în program anumiți parametri aleatori, în sensul că din valorile care reprezintă numerele de vehicule considerate pentru fiecare direcție și sens de mers (înainte, stânga, dreapta) se stabilește numărul mediu de vehicule care ajunge în intersecție în fiecare secundă la care se adaugă sau se scade între 0 și 5% din valoare. În al doilea rând, se încearcă o imitare cât mai fidelă a comportamentului șoferilor și astfel nu pot exista diferențe mari între numărul de vehicule de pe o bandă și numărul de vehicule de pe banda alăturată, considerându-se că în cazul în care este spațiu mai mare pe o bandă vehiculele care vin vor ocupa acel spațiu. Din acest motiv, aproape întotdeauna, numărul de vehicule de pe două benzi alăturate va fi egal;
Oprirea temporară a simulării () – operația întrerupe simularea, dar păstrează valorile tuturor parametrilor (date inițiale plus datele legate de timpul din ciclul curent, numărul de cicluri trecute, viteza de simulare etc.);
Oprirea definitivă a simulării () – operația oprește simularea și resetează toți parametrii;
Generarea datelor pentru comparații () – se realizează o rulare internă cu un timp echivalent de rulare de 500 de secunde, ceea ce înseamnă că vor rezulta 500 de seturi de date de comparație. Generarea se face pornind de la valorile existente în momentul activării operației (număr de vehicule, timpi de galben și verde);
Afișarea numărului de vehicule () – se afișează sau șterge numărul de vehicule de pe fiecare bandă;
Afișarea cozilor de vehicule () – se afișează sau șterge reprezentarea grafică a numărului de vehicule de pe fiecare bandă;
Afișarea graficului semafoarelor () – se afișează sau șterge graficul semafoarelor;
Afișarea graficului cozilor de vehicule () – se afișează sau șterg graficele cozilor de vehicule;
Optimizare automată ()
Ieșire din modul () – determină închiderea ferestrei modulului.
În figurile 6.48., 6.49., 6.50. sunt prezentate opțiunile din meniuri.
Figura 6.48. Meniul Fișier
Meniul Fișier conține operațiile care se realizează cu ajutorul fișierelor: salvarea anumitor seturi de date, pentru accesare ulterioară și încărcarea informațiilor salvate. Sunt prevăzute două tipuri de date care să poată fi memorate (considerate potențial utile în viitor): setările programului și datele pentru comparații. Setările programului se referă la numărul de vehicule pentru fiecare direcție, precum și timpii de verde și galben pentru fiecare semafor (timpii de roșu nu sunt necesari, deoarece aceștia se calculează). Astfel sunt memorate toate informațiile utilizate pentru evaluarea curentă. Primele două opțiuni din meniu se referă operațiile cu aceste datele: încărcarea lor, dacă există un fișier care conține astfel de informații sau salvarea valorilor curente.
Al doilea tip de date se referă la datele pentru comparații. În momentul rulării simulării, anumiți parametri pot fi modificați pentru a se observa influența acestora asupra cozilor de vehicule pentru fiecare bandă în parte (cozile sunt reprezentate grafic, dacă este activată această opțiune). Este însă interesant de multe ori de observat efectul variațiilor unor parametri în comparație cu starea inițială (situația în care aceștia nu s-ar fi modificat). Pentru a realiza acest lucru se apelează comanda de generare de date pentru comparații (descrisă mai jos). În situația în care aceste date există (au fost generate), pot fi salvate pentru comparații ulterioare. De asemenea, în cazul în care există deja un fișier în care au fost salvate astfel de informații, acesta poate fi încărcat și datele conținute utilizate pentru generarea graficelor comparative.
Figura 6.49. Meniul Operații
Meniul Operații conține comenzile necesare operării simulării: pornire, pauză și oprire. Diferența dintre pauză și oprire fiind dată de menținerea tuturor datelor curente în cazul pauzei și resetarea acestora la valorile inițiale în cazul opririi. Comanda de pornire (re)începe simularea, pornind de la valorile existente în acel moment (resetate sau nu).
Pentru evaluarea modificărilor unor parametri asupra intersecției comparativ cu situația în care aceștia nu s-ar fi modificat, există comanda de Generare date comparații. Această operație rulează în fundal o simulare (invizibilă pentru utilizator) utilizând valorile existente în acel moment. În cazul în care a mai fost generat un set de date pentru comparații în timpul execuției curente a programului, utilizatorul este întrebat dacă dorește suprascrierea acestora (un singur set de date pentru comparații poate exista la un moment dat). În cazul în care utilizatorul confirmă, este generat un nou set de date. Pentru generarea acestor informații se parcurg 500 de cicluri de semaforizare, memorându-se lungimea cozii de vehicule pe fiecare bandă în parte și pentru fiecare ciclu de semaforizare. Toate aceste date pot fi salvate în fișier pentru utilizare ulterioară, după cum s-a arătat mai înainte.
Figura 6.50. Meniul Opțiuni
Meniul Opțiuni conține comenzile care îi permit utilizatorului să personalizeze ecranul simulării, selectând tipurile de informații pe care le dorește a fi afișate.
Afișare număr vehicule permite afișarea sau ștergerea numărul de vehicule de pe fiecare bandă; valorile sunt afișate lângă casetele de text albastre care conțin numărul inițial de vehicule, iar textul are o culoare verde, galbenă sau roșie în funcție de lungimea cozii de vehicule de pe acea bandă.
Afișare cozi vehicule permite afișarea sau ștergerea reprezentării grafice a numărului de vehicule de pe fiecare bandă; reprezentarea este sub forma unor dreptunghiuri situate în interiorul fiecărei benzi și care au o culoare verde, galbenă sau roșie în funcție de lungimea cozii de vehicule de pe acea bandă.
Afișare grafic semafoare – permite afișarea sau ștergerea graficul semafoarelor; acest grafic, situat în partea din stânga-jos a ecranului simulării afișează procentual, pentru fiecare semafor în parte, timpii de roșu, galben și verde.
Afișare grafice cozi permite afișarea sau ștergerea graficelor pentru cozile de vehicule; acestea sunt dispuse pentru fiecare direcție în parte și prezintă situația cozilor de vehicule de pe fiecare bandă; în situația în care există date pentru comparații se vor afișa pe fiecare grafic ambele seturi de date pentru evaluarea efectelor modificărilor efectuate.
Optimizare automată activează sau dezactivează modul de optimizare automată a intersecției. Pentru optimizare, se fac evaluări ale cozilor de așteptare de pe toate benzile, considerând o direcție principală și se modifică timpii de la semafor în concordanță cu acestea. În situația în care se consideră necesar (coada de vehicule crește) se mărește timpul de verde de la semafor, iar în situația în care se constată o micșorare a cozii de vehicule, timpul de verde se diminuează, eventual în favoarea altor direcții. După activarea opțiunii de optimizare automată, aceasta nu începe imediat, ci se așteaptă o perioadă egală cu trei cicluri de semaforizare pentru a se evalua evoluția cozilor de vehicule în acest timp pe fiecare direcție în parte, pentru a se putea lua o decizie cât mai bună.
Ultimul meniu disponibil este Ieșire care determină închiderea ferestrei curente și revenirea la fereastra inițială a programului.
Pentru intersecțiile corelate fereastra inițială este prezentată în figura 6.51. Se observă aceeași structură ca la intersecția izolată, în plus apare doar distanța dintre intersecții care este importantă pentru stabilirea timpilor de decalaj între semafoare la implementarea sistemului „undă verde”.
Figura 6.51. Fereastra inițială a modulului pentru intersecții corelate
Opțiunile disponibile sunt similare cu cele pentru intersecția unică și sunt prezentate în continuare, atât ca modalitate de acces prin intermediul barei de butoane cât și prin intermediul meniurilor.
Operațiile disponibile prin intermediul barei de butoane sunt:
Încărcarea datelor pentru comparații salvate în fișier ()
Salvarea datelor pentru comparații ()
Pornirea simulării () – operația pornește simularea
Oprirea temporară a simulării () – operația întrerupe simularea, dar păstrează valorile tuturor parametrilor (date inițiale plus datele legate de timpul din ciclul curent, numărul de cicluri trecute, viteza de simulare etc.);
Oprirea definitivă a simulării () – operația oprește simularea și resetează toți parametrii;
Afișarea graficului cozilor de vehicule () – se afișează sau șterge graficul cozilor de vehicule;
Ieșire din modul () – determină închiderea ferestrei modulului.
În figurile următoare sunt prezentate opțiunile din meniuri.
Figura 6.52. Meniul Fișier
Meniul Fișier conține operațiile care se realizează cu ajutorul fișierelor, în acest caz fiind disponibilă doar opțiunea pentru datele utilizate la comparații. Situația este similară cu cea de la o intersecție izolată, în momentul rulării simulării, anumiți parametri putând fi modificați pentru a se observa influența acestora asupra cozii de vehicule care se formează pe banda de intrare E->V a celei de-a doua intersecții. Trebuie menționat că pentru simularea intersecțiilor corelate este importantă doar această intrare. Datele curente generate pot fi salvate pentru comparații ulterioare. De asemenea, în cazul în care există deja un fișier în care au fost salvate astfel de informații, acesta poate fi încărcat și datele conținute utilizate pentru generarea graficelor comparative.
Figura 6.53. Meniul Operații
Meniul Operații conține comenzile necesare operării simulării: pornire, pauză și oprire. Comanda Grafic permite afișarea sau dispariția de pe ecran a graficului privind coada de vehicule. Precizarea care trebuie făcută aici este că în această situație se evaluează un număr total de vehicule pentru direcția de intrare în cea de-a doua intersecție și nu o evaluare pe fiecare bandă în parte, ca la intersecția izolată.
Figura 6.54. Ecranul simulării cu graficul pentru coada de vehicule afișat
Algoritmul implementat se bazează pe blocarea accesului vehiculelor spre intersecția în care tinde să se formeze blocaj, în diverse etape de implementare, pornind de la blocarea timp de o secundă a virajelor de pe străzile secundare și până la blocarea maximă, de 3 secunde atât pentru viraje cât și pentru accesul direct, de pe strada principală.
În continuare sunt prezentate câteva imagini din timpul rulării simulării care arată modul de acțiune al algoritmului în situații în care încep să se formeze cozi de vehicule și modul în care intervenția acestuia rezolvă situația.
La rularea programului modul de lucru selectat este cel normal – în care semafoarele utilizează timpii stabiliți inițial.
Figura 6.55. Mod de lucru normal
În momentul în care coada de vehicule de la intrarea intersecției 2 (cea din dreapta) începe să crească – lucru vizibil și pe grafic – algoritmul trece în modul de blocare a virajelor către intersecția 2 cu o secundă (direcția considerată principală nu este afectată).
Figura 6.56. Modul Blocare viraje 1
În continuare nu este suficientă această restricție și coada de vehicule se mărește. Algoritmul intră în modul de blocare a virajelor cu 2 secunde și a traseului direct cu o secundă. Se observă astfel că de fiecare dată se încearcă utilizarea unei soluții care să afecteze cât mai puțin circulația pe traseul principal.
Figura 6.57. Modul Blocare viraje 2 și direct 1
În timp se constată că nu există o îmbunătățire semnificativă a situației din punct de vedere al numărului de vehicule care așteaptă la semafor și în final se ajunge la blocarea maximă, cu 3 secunde, pentru fiecare semafor al intersecției 1 ce permite accesul spre intersecția 2. Acest aspect este arătat în figura următoare.
Figura 6.58. Modul Blocare viraje 3 și direct 3
În urma utilizării acestui mod se constată o îmbunătățire a situației – lucru care este evident pe grafic – și se decide revenirea la un mod de blocare pentru o perioadă mai scurtă, de câte 2 secunde pentru fiecare semafor al intersecției 1. Aceste decizii se iau în funcție de lungimea cozii de vehicule care se formează la intrarea în intersecția 2 și în funcție de evaluarea modului în care vehiculele din fiecare direcție a intersecției 1 influențează lungimea cozii monitorizate.
Algoritmul este unul adaptiv și astfel se evaluează în permanență starea curentă și impactul pe care eventualele modificări l-ar avea pentru a asigura luarea unei decizii cât mai bune. În figurile următoare, se observă schimbarea modurilor de blocare, în funcție de evoluția în timp a cozii de vehicule. În situația în care numărul de vehicule se păstrează constant, este evident că este foarte dificil de găsit o soluție de blocare care să funcționeze constant bine și astfel apare o oscilație în jurul valorii optime, trecându-se succesiv prin moduri de blocare pe perioade mai îndelungate pentru toate căile de acces spre intersecția 2 și moduri de blocare pe perioade mai scurte, eventual doar pentru virajele de pe străzile laterale.
Figura 6.59. Revenirea la modul Blocare viraje 2 și direct 2
Figura 6.60. Din nou modul Blocare viraje 3 și direct 3
Figura 6.61. Modul Blocare viraje 2 și direct 2
În figura următoare se observă ajungerea la un punct în care este suficientă din nou o blocare a virajelor cu o secundă.
Figura 6.62. Modul Blocare viraje 1
În figura 6.63. se poate observa pe grafic variația cozii de vehicule de-a lungul timpului, în funcție de soluția de blocare aleasă de algoritm.
Figura 6.63. Graficul variației cozii de vehicule în timp
În Anexa I este prezentată doar o parte din textul programului (cele mai importante elemente), deoarece programul complet ocupă peste 200 de pagini.
Soluție de implementare
Soluția propusă se bazează pe preluarea datelor de la toate ieșirile dintr-o intersecție, analiza locală a acestora, luarea unei decizii de interzicere a accesului pe o anumită direcție – considerând și informațiile primite de la intersecția următoare, transmiterea deciziei către sistemele de afișare pentru șoferi, stocarea și transmiterea informațiilor și către un sistem centra. Schema bloc a unui astfel de sistem este prezentată în figura 6.64.
Figura 6.64. Diagrama de funcționare
Detectorii pentru intrări și ieșiri pot fi bucle inductive sau alte tipuri de detectori simpli, deoarece au doar rolul de a număra vehiculele care trec prin dreptul acestora. În situația în care se dorește un sistem mai complex, se pot instala camere video, care prezintă pe de o parte avantajul de a monitoriza simultan (acolo unde este posibil) una sau mai multe intrări și una sau mai multe ieșiri, iar pe de altă parte se poate implementa suplimentar un algoritm de detecție a incidentelor, care poate include și un modul pentru identificarea numerelor de înmatriculare.
Ieșirile detectorilor sunt conectate la microcontroler-ul din fiecare intersecție, care ține o evidență, pentru fiecare ciclu de semaforizare, a numărului de vehicule care a trecut prin dreptul fiecărui detector. Din punct de vedere al algoritmului cel mai important punct de detecție este la ieșirea din intersecție, deoarece acesta arată o posibilă congestie a arterei dintre două intersecții. Detecția vehiculelor la intrarea în intersecție este utilă din două puncte de vedere:
în primul rând, pentru a avea o determinare mai exactă a cozii de vehicule formate, numărul vehiculelor care părăsesc o intersecție trebuie corelat cu numărul de vehicule care au intrat în intersecția următoare pe artera considerată;
în al doilea rând, pentru a putea afișa o informație de congestie pentru o anumită ieșire trebuie știut de pe care din intrările din intersecție vor merge vehicule spre acea ieșire (pentru a nu furniza informații pentru șoferii care nu sunt interesați de acel traseu).
Există două modalități de implementare pentru detecția vehiculelor la intrarea în intersecție:
prima variantă este de a amplasa detectori permanenți pe fiecare intrare, realizând corelațiile între vehiculele care intră și direcțiile pe care acestea ies din intersecție – această soluție are avantajul oferirii unei imagini complete asupra caracterului traficului, dar prezintă dezavantajul unor costuri mai mari, atât cu instalarea detectorilor (lucrări de montare), cât și ulteior cu întreținerea;
a doua variantă este de a amplasa detectori temporari din care să rezulte statistic mișcarea vehiculelor prin intersecție și aceste date să fie considerate pentru evaluarea stărilor de pre-congestie și congestie – soluția este utilă dacă se doresc doar date care să reprezinte un punct de plecare și nu situația reală din fiecare moment. În plus, detectorii pot fi mutați dintr-o intersecție în alta și astfel cu aceiași detectori se pot culege informații din mai multe zone de interes.
Varianta selectată depinde de aplicația care se dorește a fi implementată, de eventualele dezvoltări ulterioare și, nu în ultimul rând, de bugetul alocat.
Figura 6.65. Amplasarea detectorilor de trafic
Microcontroler-ul din fiecare intersecție are rolul de a culege date de la toți detectorii din acea intersecție și de a comunica cu intersecțiile învecinate pentru a putea evalua starea de aglomerare a rutelor dintre acestea. Coada de vehicule care se formează este dată de diferența dintre numărul de vehicule care ies din intersecția i spre intersecția j și numărul de vehicule care intră în intersecția j venind dinspre i. Scopul implementării algoritmului este de a detecta începerea formării cozilor de vehicule și de a ajusta semaforizarea astfel încât aceste cozi să nu permită blocarea intersecțiilor.
Microcontroler-ul are un rol esențial în ceea ce privește siguranța circulației și anume de a controla semafoarele din intersecție și, în plus, un rol de afișare a informațiilor legate de congestiile care apar. În situația în care se detectează intrarea într-o stare se congestie se pot lua două decizii: una de blocare a întregii intersecții (toate semafoarele afișează culoarea roșie) sau de blocare a intrărilor de pe care vehiculele se duc (majoritar) către direcția/direcțiile congestionate. În toate situațiile de blocări s-a luat decizia afișării de mesaje pentru șoferi, pentru a preveni cazurile în care aceștia ar forța intrarea în intersecție plecând de la premisa că semaforul este defect. În figura 6.66. este prezentată schema de decizie pentru microcontroler.
Deoarece culoarea roșie pentru toate semafoarele dintr-o intersecție poate indica o defecțiune, se propune ca soluție utilizarea în schema de implementare a unor sisteme de afișare cu numărător anexate semaforului care să indice clar șoferilor timpul de așteptare sau a unor sisteme prin care să se transmită mesaje de avertizare asupra congestiei care este pe traseu.
Figura 6.66. Diagrama de decizie
Construirea unui arhitecturi ITS pentru un sistem de management al traficului urban
Pentru a construi modelele de arhitecturi fizice și funcționale pe baza cărora se poate dezvolta un sistem care să implementeze algoritmul propus s-a utilizat instrumentul de lucru FRAME Selection Tool, care este o parte a pachetului FRAME Navigation Tool. Acest software cuprinde principiile (nevoile utilizatorilor și funcțiile) definite în Arhitectura Cadru Europeană.
Avantajul acestui software este de a realiza corelațiile între funcțiile selectate și nevoile utilizator pe care acestea trebuie să le acopere, împiedicând existența unor elemente fără corespondent.
Figura 6.67. Selectarea cerințelor pentru elaborarea arhitecturii
Pentru implementarea sistemului au fost selectate următoarele cerințe:
Pasul al doilea este selectarea funcțiilor de nivel scăzut asociate cerințelor utilizatorilor.
Figura 6.68. Selectarea funcțiilor
Funcțiile selectate sunt
Pasul 3: Selectarea fluxurilor de date
Figura 6.69. Selectarea fluxurilor de date
Pasul 4: Selectarea informațiilor care vor fi stocate
Figura 6.70. Alegerea bazelor de date
Pasul 5: Asocierea fluxurilor de date cu bazele de date
Figura 6.71. Selectarea fluxurilor de date
Pasul 6: Selectarea terminatorilor
Figura 6.72. Selectarea terminatorilor
Pasul 6: Obținerea evaluării corectitudinii datelor selectate
Figura 6.73. Evaluarea datelor introduse
În cazul în care datele alese nu se potrivesc cu celelalte selecții, lipsa de corespondență este menționată în rubrica Erori detectate.
Pasul 6: Definirea arhitecturii fizice
Figura 6.74. Definirea sub-sistemelor fizice
Figura 6.75. Alocarea funcțiilor și bazelor de date pe sub-sisteme fizice
Figura 6.76. Definirea modulelor
Figura 6.77. Alocarea funcțiilor și bazelor de date pe module
Figura 6.78. Afișarea rezultatelor finale ale fluxurilor de date fizice
Rapoartele afișate de către FRAME Selection Tool
Deoarece elementele pentru arhitectura funcțională au fost deja prezentate la momentul selectării lor, în continuare se vor prezenta rapoartele pentru arhitectura fizică.
Alocarea funcțiilor pe sub-sisteme/module:
Alocarea bazelor de date pe sub-sisteme/module:
Fluxurile de date rezultate
Concluzii
algoritmul elaborat realizează o redistribuire a cozilor de vehicule între intersecții. Astfel, chiar daca pentru anumite zone timpul de așteptare crește, timpul total scade, ceea ce reprezintă obiectivul propus;
testat în patru variante, algoritmul s-a dovedit eficient în toate situațiile;
se constată reduceri semnificative a întârzierilor față de situația inițială, prin eliminarea blocajelor din intersecții;
algoritmul poate fi integrat într-un sistem de management al traficului, aducând îmbunătățiri suplimentare în caz de congestie.
Contribuții personale
a fost introdusă noțiunea de intersecție cu acces controlat care va fi utilizată pentru a desemna intersecții în care există un algoritm de control în timp real al traficului;
s-a propus un algoritm propriu de acces controlat într-o intersecție;
s-a selectat un traseu pe care apar frecvent congestii de trafic;
s-a realizat o culegere (manuală) de date de trafic pentru traseul selectat;
s-a realizat inițial o analiză a tuturor intersecțiilor de pe traseu cu ajutorul programului Synchro, pentru a se evalua starea existentă și a exista un punct de raportare pentru analizele efectuate;
s-au realizat patru analize privind implementarea algoritmului pe traseul ales în patru variante diferite;
s-a demonstrat posibilitatea de integrare a algoritmului propus cu un sistem de management al traficului;
s-au determinat îmbunătățirile pe care algoritmul le poate aduce în funcționarea sistemului de management al traficului;
s-au realizat programe în Excel pentru determinarea timpilor de verde și a întârzierilor apărute pe traseu;
a fost creat un software (utilizând limbajul de programare Visual Basic) pentru simularea traficului în condițiile implementării sistemului propus;
s-a realizat o analiză a traseului cu programul Synchro prin care s-a confirmat eficiența algoritmului propus;
s-a realizat un model pentru implementarea fizică a unui astfel de sistem;
s-a realizat diagrama logică de decizie pentru microcontroler;
a fost utilizat programul FRAME pentru generarea arhitecturilor funcționale și fizice, precum și a fluxurilor de date între acestea pentru un sistem care ar implementa algoritmul descris în acest capitol.
Concluzii
Sistemele de gestionare/control/monitorizare a traficului sunt în permanență îmbunătățite pentru a reprezenta o soluție reală și completă la traficul urban existent. În orașele în care aceste sisteme există deja se încearcă dezvoltarea și implementarea de noi funcții pentru îmbunătățirea situației traficului. Orașele care nu au beneficiat până în prezent de astfel de sisteme pot fi considerate sunt avantajate, deoarece pot implementa direct sisteme complexe, de ultimă generație. Un astfel de exemplu este orașul București în care este în curs de instalare „de la zero” un sistem de management al traficului de tip UTOPIA-SPOT.
Pentru realizarea unor sisteme care să poate fi îmbunătățite ulterior este necesară definirea unor arhitecturi pe baza cărora acestea să fie construite, ceea ce asigură conectivitatea și interoperabilitatea. Orice sistem de management al traficului are nevoie de trei componente esențiale: detectori de trafic, sisteme de transmitere a datelor și sisteme prin care li se afișează conducătorilor de vehicule informațiile necesare. Un algoritm care să permită adaptarea indicațiilor rutiere la traficul existent trebuie să se bazeze pe un model de trafic și să fie rezultatul unor simulări cu ajutorul unor programe software specializate. După realizarea unei analize la nivel de intersecție va rezulta un algoritm static sau dinamic care va fi implementat în cadrul unui sistem pentru controlul traficului urban.
Toate elementele subliniate în paragraful anterior fac obiectul analizei prezentei teze, la elaborarea căreia s-a realizat o trecere în revistă a tuturor elementelor care constituie un sistem de management al traficului urban și a soluțiilor existente pentru aceste componente și s-au structurat informațiile într-o manieră care să permită persoanelor interesate ca, după parcurgerea lucrării, să aibă o viziune clară și completă asupra a ceea ce înseamnă aceste sisteme care realizează controlul „inteligent” al traficului.
Informațiile sunt prezentate pe parcursul a cinci capitole, urmând firul logic descris mai sus. În capitolul 6 autorul aduce o contribuție personală prin realizarea unei analize complete a unui algoritm propriu de control al accesului într-o intersecție semaforizată. Pentru demonstrarea utilității acestuia s-au realizat analize matematice, fișe de calcul, comparații cu rezultate obținute prin programe de modelare și simulare existente. Suplimentar s-a creat un program propriu de modelare a traficului care să implementeze algoritmul propus, evidențiind lungimile cozilor de vehicule rezultate pe parcursul derulării simulării. După evaluarea pozitivă a rezultatelor s-au oferit soluții tehnice pentru implementarea unui astfel de algoritm, incluzând și generarea arhitecturilor fizice și funcționale ale unui astfel de sistem, precum și a fluxurilor de date care se transferă între acestea.
La finalul fiecărui capitol există un paragraf de concluzii, la care sunt adăugate și contribuțiile personale ale autorului. În continuare vor fi sintetizate contribuțiile proprii la realizarea acestui material:
A fost realizată o sintetizare și prezentare a conceptelor referitoare la sistemele inteligente de transport, pornind de la cadrul general până la exemple concrete de implementare în cadrul unor proiecte naționale sau internaționale.
A fost realizată o sistematizare a informațiilor existente din cele trei domenii:
sisteme de semnalizare;
sisteme de detecție – include și o prezentare a avantajelor și dezavantajelor acestora, precum și o comparație între diferite variante de detecție a vehiculelor. Este inclus în prezentare și ultimul tip de detectori existenți la data scrierii lucrării, detectorii cu triplă tehnologie;
tehnologii de comunicație – utilizate în diverse categorii de aplicații din domeniul transporturilor rutiere.
A fost realizată o trecere în revistă a modelelor de trafic, cu prezentarea unei comparații între acestea.
A fost realizată un studiu asupra programelor software existente în domeniul traficului rutier și o clasificare a acestora, în funcție de caracteristicile lor, precum și o prezentare a celor mai importante elementele particulare ale acestora.
A fost realizată o prezentare a unei soluții pentru analiză la nivel de intersecție.
Au fost clasificați algoritmii existenți pentru managementul traficului.
A fost realizat un studiu exhaustiv al sistemelor de management al traficului existente (pentru care există informații publice) și s-a realizat o prezentare a sistemelor care au fost implementate cu succes în diferite zone ale globului.
A fost introdusă noțiunea de intersecție cu acces controlat care a fost utilizată pentru a desemna intersecții în care există un algoritm de control în timp real al traficului.
S-a propus un algoritm propriu de acces controlat într-o intersecție.
S-a selectat un traseu pe care apar frecvent congestii de trafic și s-a realizat o culegere (manuală) de date de trafic pentru traseul selectat.
S-a realizat inițial o analiză a tuturor intersecțiilor de pe traseu cu ajutorul programului Synchro, pentru a se evalua starea existentă și a exista un etalon de comparație pentru analizele efectuate.
S-au realizat două tipuri analize privind implementarea algoritmului pe traseul ales în două variante diferite: aplicarea algoritmului cu limitarea timpului de verde, în două perioade din zi corespunzătoare orelor de vârf și testarea realizării unui sistem „undă-verde” prin intermediul algoritmului propus.
S-au reluat analizele pe alte două tipuri de situații, pornind de la datele actualizate obținute după punerea în funcțiune a sistemului de management al traficului din București.
S-a demonstrat posibilitatea de integrare a algoritmului propus cu un sistem de management al traficului.
S-au determinat îmbunătățirile pe care algoritmul le poate aduce în funcționarea sistemului de management al traficului.
S-au realizat programe în Excel pentru determinarea timpilor de verde și a întârzierilor apărute pe traseu. Prin intermediul acestora s-au determinat și lungimile cozilor de vehicule.
A fost creat un program software (utilizând limbajul de programare Visual Basic) pentru simularea traficului în condițiile implementării sistemului propus, care să evidențieze influența pe care algoritmul o are în evoluția cozilor de vehicule.
S-a realizat o analiză a traseului cu programul Synchro prin care s-a confirmat eficiența algoritmului propus.
S-a realizat un model pentru implementarea fizică a unui astfel de sistem.
S-a realizat diagrama logică de decizie pentru microcontroler-ul local.
A fost utilizat programul FRAME pentru generarea arhitecturilor funcționale și fizice, precum și a fluxurilor de date între acestea pentru un sistem care ar implementa algoritmul propriu, descris în capitolul 6.
Procesul de căutare a unor noi algoritmi și tehnici pentru controlul traficului este în continuă desfășurare. Idei noi sunt testate în permanență și chiar dacă nu au succes pot reprezenta punctul de plecare pentru soluții reale. Sistemele de management al traficului urban se vor dezvolta în continuare, avansul tehnologic reprezentând un sprijin real pentru acestea.
Listă de abrevieri
Bibliografie
Anexa I – Programul conceput pentru testarea algoritmului propus
I.1. Modulul de selecție
Private Sub Command1_Click()
Intersectie1.Show
End Sub
Private Sub Command2_Click()
Intersectie2.Show
End Sub
Private Sub Command3_Click()
Corelatie.Show
End Sub
Private Sub Command4_Click()
End
End Sub
I.2. Modulul pentru analiză la nivel de intersecție
Const FAS = 0.8
Const FAD = 0.9
Dim Timp As Integer
Dim NrCiclu As Integer
Dim TimpTotal As Integer
Dim M(9) As Double
Dim P(11) As Double
Dim Plus(9) As Double
Dim Minus(9) As Double
Dim MaxCoada(9) As Double
Dim V(5) As Integer
Dim G(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare(5, 1000) As Integer
Dim Pauza As Boolean
Dim CoadaMemorata(9) As Integer
Dim TimpCoada0 As
Dim TimpCoada1 As
Dim TimpCoada2 As Integer
Dim TimpCoada3 As Integer
Dim Modificare As Boolean
Dim Automat As Boolean
Dim DateComparatii As Boolean
Dim AfisareNumar As Boolean
Dim AfisareCozi As Boolean
Dim FormLoad As Boolean
Private Sub Actualizare_Grafice(Val As Integer)
Dim Ss As String
Set c = ChartSpace(0).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "b2:b10"
Else
Ss = "b" & Val – 8 & ":b" & Val
End If
ChartSpace(0).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "c2:c10"
Else
Ss = "c" & Val – 8 & ":c" & Val
End If
ChartSpace(0).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(1).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "d2:d10"
Else
Ss = "d" & Val – 8 & ":d" & Val
End If
ChartSpace(1).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "e2:e10"
Else
Ss = "e" & Val – 8 & ":e" & Val
End If
ChartSpace(1).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(2).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "f2:f10"
Else
Ss = "f" & Val – 8 & ":f" & Val
End If
ChartSpace(2).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "g2:g10"
Else
Ss = "g" & Val – 8 & ":g" & Val
End If
ChartSpace(2).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(3).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "h2:h10"
Else
Ss = "h" & Val – 8 & ":h" & Val
End If
ChartSpace(3).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "i2:i10"
Else
Ss = "i" & Val – 8 & ":i" & Val
End If
ChartSpace(3).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(4).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "j2:j10"
Else
Ss = "j" & Val – 8 & ":j" & Val
End If
ChartSpace(4).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "k2:k10"
Else
Ss = "k" & Val – 8 & ":k" & Val
End If
ChartSpace(4).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(5).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "l2:l10"
Else
Ss = "l" & Val – 8 & ":l" & Val
End If
ChartSpace(5).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "m2:m10"
Else
Ss = "m" & Val – 8 & ":m" & Val
End If
ChartSpace(5).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(6).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "n2:n10"
Else
Ss = "n" & Val – 8 & ":n" & Val
End If
ChartSpace(6).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "o2:o10"
Else
Ss = "o" & Val – 8 & ":o" & Val
End If
ChartSpace(6).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(7).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "p2:p10"
Else
Ss = "p" & Val – 8 & ":p" & Val
End If
ChartSpace(7).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "q2:q10"
Else
Ss = "q" & Val – 8 & ":q" & Val
End If
ChartSpace(7).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(8).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "r2:r10"
Else
Ss = "r" & Val – 8 & ":r" & Val
End If
ChartSpace(8).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "s2:s10"
Else
Ss = "s" & Val – 8 & ":s" & Val
End If
ChartSpace(8).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(9).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "t2:t10"
Else
Ss = "t" & Val – 8 & ":t" & Val
End If
ChartSpace(9).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "u2:u10"
Else
Ss = "u" & Val – 8 & ":u" & Val
End If
ChartSpace(9).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
End Sub
Private Sub Actualizare_Grafic()
For Ii = 0 To 3
Spreadsheet1.Cells(2, Ii + 2) = V(Ii)
Spreadsheet1.Cells(3, Ii + 2) = G(Ii)
Spreadsheet1.Cells(4, Ii + 2) = TimpTotal – V(Ii) – G(Ii)
Next Ii
End Sub
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Min As Integer
For Ii = 0 To 5
V(Ii) = Verde(Ii).Text
VScrollVerde(Ii).Value = V(Ii)
G(Ii) = Galben(Ii).Text
Next Ii
If V(0) > V(1) Then
Max = V(0) + G(0)
Min = V(1)
Sem = 1
Else
Max = V(1) + G(1)
Min = V(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare(0, Ii) = 1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G(0)
Semafoare(0, Ii) = 0
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(0) + 1 To V(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(1) + 1 To V(1) + G(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G(1)
Semafoare(1, Ii) = 0
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(1) + 1 To V(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(0) + 1 To V(0) + G(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 1
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + 1 To Max + V(3) + G(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 0
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 1
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 1
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + V(2) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 0
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 0
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpCoada0 = V(0)
TimpCoada1 = V(1)
TimpCoada2 = Max + V(3)
TimpCoada3 = Max + V(3) + G(3) + V(2)
TimpTotal = Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
TextTotalCiclu.Text = TimpTotal
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = True
Next Ii
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Intersectie1.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Dim Fisier As String
Dim Rezultat As String
FormLoad = False
Vehicule(0).Text = 218
Vehicule(1).Text = 504
Vehicule(2).Text = 30
Vehicule(3).Text = 0
Vehicule(4).Text = 447
Vehicule(5).Text = 107
Vehicule(6).Text = 405
Vehicule(7).Text = 1385
Vehicule(8).Text = 67
Vehicule(9).Text = 65
Vehicule(10).Text = 1056
Vehicule(11).Text = 321
Verde(0).Text = 18
Verde(1).Text = 30
Verde(2).Text = 17
Verde(3).Text = 35
Verde(4).Text = 17
Verde(5).Text = 35
Galben(0).Text = 3
Galben(1).Text = 3
Galben(2).Text = 3
Galben(3).Text = 3
Galben(4).Text = 3
Galben(5).Text = 3
Start(0).Text = 1
Start(1).Text = 1
Start(2).Text = 3
Start(3).Text = 2
Start(4).Text = 3
Start(5).Text = 2
Option2.Value = True
Timp = 0
NrCiclu = 1
Text6.Text = NrCiclu
Merge = False
Pauza = False
Call Initializare_Semafoare
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
Set c = ChartSpace1.Constants
Set ChartSpace1.DataSource = Spreadsheet1.object
ChartSpace1.Charts.Add
ChartSpace1.Charts(0).Type = c.chChartTypeColumnStacked100
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection.Add
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "a2:a4"
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "b1:e1"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).Interior.Color = &H11FF11
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, "b2:e2"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(1).Interior.Color = &H11FFFF
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, "b3:e3"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(2).Interior.Color = &H1111FF
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(2).SetData c.chDimValues, 0, "b4:e4"
For I = 0 To 9
ChartSpace(I).Visible = True
Set c = ChartSpace(I).Constants
Set ChartSpace(I).DataSource = Spreadsheet.object
ChartSpace(I).Charts.Add
ChartSpace(I).Charts(0).Type = c.chChartTypeLine
ChartSpace(I).Charts(0).Axes.Delete (0)
ChartSpace(I).Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "a2:a10"
Next I
ChartSpace(0).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "b1:c1"
ChartSpace(1).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "d1:e1"
ChartSpace(2).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "f1:g1"
ChartSpace(3).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "h1:i1"
ChartSpace(4).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "j1:k1"
ChartSpace(5).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "l1:m1"
ChartSpace(6).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "n1:o1"
ChartSpace(7).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "p1:q1"
ChartSpace(8).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "r1:s1"
ChartSpace(9).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "t1:u1"
For I = 0 To 9
ChartSpace(I).Visible = False
Next I
ChartSpace1.Visible = False
mnuSalvareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
mnuAfisareNumar.Checked = True
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrPressed
mnuAfisareCozi.Checked = False
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrUnpressed
mnuGraficSemafoare.Checked = False
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrUnpressed
mnuGraficeCozi.Checked = False
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrUnpressed
mnuOptimizareAutomata.Checked = False
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrUnpressed
DateComparatii = False
AfisareNumar = True
AfisareCozi = False
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
mnuStop.Enabled = False
btnStop.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = False
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = False
Next Ii
For Ii = 0 To 5
VScrollVerde(Ii) = Verde(Ii).Text
Rosu(Ii).Enabled = False
Next Ii
FormLoad = True
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim M1, M2, M3 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada(0) = 250 / 5
MaxCoada(1) = 250 / 5
MaxCoada(2) = 350 / 5
MaxCoada(3) = 350 / 5
MaxCoada(4) = 100 / 5
MaxCoada(5) = 560 / 5
MaxCoada(6) = 560 / 5
MaxCoada(7) = 100 / 5
MaxCoada(8) = 560 / 5
MaxCoada(9) = 560 / 5
For I = 0 To 9
M(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P(I) = Vehicule(I).Text / Rap
Next I
Minus(0) = 0.2
Minus(1) = 0.33
Minus(2) = 0.19
Minus(3) = 0.14
Minus(4) = 0.6
Minus(5) = 0.66
Minus(6) = 0.19
Minus(7) = 0.1
Minus(8) = 0.5
Minus(9) = 0.24
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp = 0
End If
End If
mnuIncarcareSetari.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(1).Enabled = False
mnuSalvareSetari.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(2).Enabled = False
mnuIncarcareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(3).Enabled = False
mnuSalvareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
mnuStart.Enabled = False
btnStart.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = False
mnuPauza.Enabled = True
btnPauza.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = True
mnuStop.Enabled = True
btnStop.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = True
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = False
Next Ii
Option1.Enabled = False
Option2.Enabled = False
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
mnuIncarcareSetari.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(1).Enabled = True
mnuSalvareSetari.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(2).Enabled = True
mnuIncarcareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(3).Enabled = True
mnuSalvareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
mnuStop.Enabled = False
btnStop.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = False
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = True
Next Ii
Option1.Enabled = True
Option2.Enabled = True
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu = 1
Text6.Text = 1
End Sub
Private Sub Galben_Change(Index As Integer)
If FormLoad = True Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End If
End Sub
Private Sub mnuAfisareCozi_Click()
mnuAfisareCozi.Checked = Not (mnuAfisareCozi.Checked)
AfisareCozi = mnuAfisareCozi.Checked
If AfisareCozi = True Then
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = True
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = False
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuAfisareNumar_Click()
mnuAfisareNumar.Checked = Not (mnuAfisareNumar.Checked)
AfisareNumar = mnuAfisareNumar.Checked
If AfisareNumar = True Then
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 9
Masini(Ii).Visible = True
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 9
Masini(Ii).Visible = False
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuGenerareComparatii_Click()
Dim I As Integer
Dim Coef As Double
Dim TimpAux As Integer
Dim NrCicluAux As Integer
Dim MAux(9) As Double
Dim RapAux As Integer
Dim PAux(11) As Double
Dim PlusAux(9) As Double
Dim MinusAux(9) As Double
Dim Coef As Double
Dim Ii As Integer
Dim Jj As Integer
If DateComparatii = True Then
q = MsgBox("Doriti suprascrierea datelor existente?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (DateComparatii = False) Or ((DateComparatii = True) And (q = 6)) Then
If Option1.Value = True Then
RapAux = TimpTotal
Else
RapAux = 3600
End If
For I = 0 To 11
PAux(I) = Vehicule(I).Text / RapAux
Next I
Minus(0) = 0.2
Minus(1) = 0.33
Minus(2) = 0.19
Minus(3) = 0.14
Minus(4) = 0.6
Minus(5) = 0.66
Minus(6) = 0.19
Minus(7) = 0.1
Minus(8) = 0.5
Minus(9) = 0.24
TimpAux = 0
NrCicluAux = 1
While NrCicluAux < 501
TimpAux = TimpAux + 1
If TimpAux > TimpTotal Then
TimpAux = 1
NrCicluAux = NrCicluAux + 1
End If
If TimpAux = TimpCoada0 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 1) = NrCicluAux
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 3) = MAux(0)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 5) = MAux(1)
End If
If TimpAux = TimpCoada1 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 7) = MAux(2)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 9) = MAux(3)
End If
If TimpAux = TimpCoada2 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 11) = MAux(5)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 13) = MAux(6)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 15) = MAux(8)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 17) = MAux(9)
End If
If TimpAux = TimpCoada3 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 19) = MAux(4)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 21) = MAux(7)
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(0) = PAux(0) + (PAux(1) + MAux(1) + PAux(2) – MAux(0) – PAux(0)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(1) = PAux(2) + (PAux(1) – MAux(1) – PAux(2) + MAux(0) + PAux(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(2) = PAux(3) + (PAux(4) + MAux(3) + PAux(5) – MAux(2) – PAux(3)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(3) = PAux(5) + (PAux(4) – MAux(3) – PAux(5) + MAux(2) + PAux(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(4) = PAux(6)
PlusAux(5) = (PAux(7) – MAux(5) + PAux(8) + MAux(6)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(6) = PAux(8) + (PAux(7) – PAux(8) – MAux(6) + MAux(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(7) = PAux(9)
PlusAux(8) = (PAux(10) – MAux(8) + PAux(11) + MAux(9)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(9) = PAux(11) + (PAux(10) – MAux(9) – PAux(11) + MAux(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
PlusAux(I) = PlusAux(I) + Random(PlusAux(I))
Next I
If (Semafoare(0, TimpAux) = 1) Then
MAux(0) = MAux(0) – MinusAux(0)
MAux(1) = MAux(1) – MinusAux(1)
End If
If (Semafoare(1, TimpAux) = 1) Then
MAux(2) = MAux(2) – MinusAux(2)
MAux(3) = MAux(3) – MinusAux(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = 1) Then
MAux(4) = MAux(4) – MinusAux(4)
End If
If (Semafoare(3, TimpAux) = 1) Then
MAux(5) = MAux(5) – MinusAux(5)
MAux(6) = MAux(6) – MinusAux(6)
End If
If (Semafoare(4, TimpAux) = 1) Then
MAux(7) = MAux(7) – MinusAux(7)
End If
If (Semafoare(5, TimpAux) = 1) Then
MAux(8) = MAux(8) – MinusAux(8)
MAux(9) = MAux(9) – MinusAux(9)
End If
For I = 0 To 9
MAux(I) = MAux(I) + PlusAux(I)
Next I
For I = 0 To 9
If MAux(I) < 0 Then MAux(I) = 0
Next I
Wend
For Ii = 1 To 21 Step 2
For Jj = 1 To 500
Spreadsheet1.Cells(Jj, Ii) = SpreadsheetComparatii.Cells(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuGraficeCozi_Click()
mnuGraficeCozi.Checked = Not (mnuGraficeCozi.Checked)
For Ii = 0 To 9
ChartSpace(Ii).Visible = mnuGraficeCozi.Checked
Next Ii
If mnuGraficeCozi.Checked = True Then
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrPressed
Else
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrUnpressed
End If
End Sub
Private Sub mnuGraficSemafoare_Click()
mnuGraficSemafoare.Checked = Not (mnuGraficSemafoare.Checked)
ChartSpace1.Visible = mnuGraficSemafoare.Checked
If mnuGraficSemafoare.Checked = True Then
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrPressed
Else
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrUnpressed
End If
End Sub
Private Sub mnuIesire_Click()
Call Command1_Click
End Sub
Private Sub mnuIncarcareComparatii_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului cu date comparatii:"
CommonDialog1.DefaultExt = "xls"
CommonDialog1.FileName = "*.xls"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.xls" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q = "" Then
qq = MsgBox("Fisierul nu exista! ", vbOKOnly & vbCritical, "Atentie")
Else
SpreadsheetComparatii.XMLURL = Ss
SpreadsheetComparatii.Refresh
Actualizare_Grafice (0)
DateComparatii = True
Gata = True
mnuSalvareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
For Ii = 1 To 21 Step 2
For Jj = 1 To 500
Spreadsheet1.Cells(Jj, Ii) = SpreadsheetComparatii.Cells(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
qq = MsgBox("Datele au fost incarcare", vbOKOnly & vbInformation, "Date incarcate")
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuIncarcareSetari_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Dim VectAux(24) As String
Dim DateValide As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului cu date:"
CommonDialog1.DefaultExt = "pds"
CommonDialog1.FileName = "*.pds"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.pds" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q = "" Then
qq = MsgBox("Fisierul nu exista! ", vbOKOnly & vbCritical, "Atentie")
Else
Open Ss For Input As 1
For Ii = 0 To 24
Input #1, VectAux(Ii)
Next Ii
Close #1
DateValide = True
For Ii = 0 To 23
If (VectAux(Ii) <> Val(VectAux(Ii))) Then
DateValide = False
End If
Next Ii
If (VectAux(24) <> "#TRUE#") And (VectAux(24) <> "#FALSE#") Then
DateValide = False
End If
If DateValide = False Then
qqq = MsgBox("Eroare date fisier", vbOKOnly & vbCritical, "EROARE!!")
Else
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Text = VectAux(Ii)
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Text = VectAux(Ii + 12)
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Galben(Ii).Text = VectAux(Ii + 18)
Next Ii
If VectAux(24) = "#FALSE" Then
Option1.Value = False
Option2.Value = True
Else
Option1.Value = True
Option2.Value = False
End If
qqq = MsgBox("Datele au fost incarcare", vbOKOnly & vbInformation, "Date incarcate")
End If
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuOptimizareAutomata_Click()
mnuOptimizareAutomata.Checked = Not (mnuOptimizareAutomata.Checked)
Automat = mnuOptimizareAutomata.Checked
If mnuOptimizareAutomata.Checked = True Then
Modificare = False
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Enabled = False
Galben(Ii).Enabled = False
VScrollVerde(Ii).Enabled = False
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Enabled = True
Galben(Ii).Enabled = True
VScrollVerde(Ii).Enabled = True
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuPauza_Click()
Call btnPauza_Click
End Sub
Private Sub mnuSalvareComparatii_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului in care se salveaza:"
CommonDialog1.DefaultExt = "xls"
CommonDialog1.FileName = "*.xls"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.xls" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q <> "" Then
qq = MsgBox("Fisierul exista! Doriti suprascrierea?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (q = "") Or ((q <> "") And (qq = 6)) Then
Call SpreadsheetComparatii.Export(Ss, ssExportActionNone, ssExportXMLSpreadsheet)
q = MsgBox("Salvare efectuata", vbOKOnly)
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuSalvareSetari_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului in care se salveaza:"
CommonDialog1.DefaultExt = "pds"
CommonDialog1.FileName = "*.pds"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.pds" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q <> "" Then
qq = MsgBox("Fisierul exista! Doriti suprascrierea?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (q = "") Or ((q <> "") And (qq = 6)) Then
Open Ss For Output As 1
For Ii = 0 To 11
Write #1, Vehicule(Ii).Text
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Write #1, Verde(Ii).Text
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Write #1, Galben(Ii).Text
Next Ii
Write #1, Option1.Value
Close #1
q = MsgBox("Salvare efectuata", vbOKOnly)
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuStart_Click()
Call btnStart_Click
End Sub
Private Sub mnuStop_Click()
Call btnStop_Click
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Dim Vi1 As Integer
Dim Vi2 As Integer
Dim Vi3 As Integer
Dim Vi4 As Integer
Dim Tvi1 As Integer
Dim Tvi2 As Integer
Dim Tvi3 As Integer
Dim Tvi4 As Integer
Dim Coada1 As Integer
Dim Coada2 As Integer
Dim Coada3 As Integer
Dim Coada4 As Integer
Dim Vs1 As Double
Dim Vs2 As Double
Dim Vs3 As Double
Dim Vs4 As Double
Dim Ve1 As Integer
Dim Ve2 As Integer
Dim Ve3 As Integer
Dim Ve4 As Integer
Dim Vc1 As Integer
Dim Vc2 As Integer
Dim Vc3 As Integer
Dim Vc4 As Integer
Dim Vn1 As Integer
Dim Vn2 As Integer
Dim Vn3 As Integer
Dim Vn4 As Integer
Dim Tvf1 As Integer
Dim Tvf2 As Integer
Dim Tvf3 As Integer
Dim Tvf4 As Integer
Dim Ciclu As Integer
Dim Pc As Double
Dim Aux1 As Double
Dim Veh(11) As Integer
Timp = Timp + 1
TextTimp.Text = Timp
If Timp > TimpTotal Then
Timp = 1
NrCiclu = NrCiclu + 1
Modificare = False
Text6.Text = NrCiclu
End If
If Timp = TimpCoada0 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 3) = M(0)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 5) = M(1)
End If
If Timp = TimpCoada1 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 7) = M(2)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 9) = M(3)
End If
If Timp = TimpCoada2 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 13) = M(5)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 15) = M(6)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 19) = M(8)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 21) = M(9)
End If
If Timp = TimpCoada3 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 11) = M(4)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 17) = M(7)
End If
Call Actualizare_Grafice(NrCiclu)
If (Automat = True) And (Modificare = False) Then
Ciclu = TimpTotal
For I = 0 To 11
Veh(I) = Int(Vehicule(I).Text)
Next I
Tv1 = Verde(0)
Coada1 = MaxCoada(0) * 2
If (Veh(0) + Veh(1) / 2) > (Veh(1) / 2 + Veh(2)) Then
Vi1 = Veh(0) + Veh(1) / 2
Vs1 = Minus(0)
Else
Vi1 = Veh(1) / 2 + Veh(2)
Vs1 = Minus(1)
End If
Ve1 = Tvi1 * 3600 * Vs1 / Ciclu
Vc1 = Coada1 / 5
Vn1 = Vi1 – Vc1
Tvf1 = Vn1 / (3600 * Vs1) * Ciclu
Tv2 = Verde(1)
Coada2 = MaxCoada(2) * 2
If (Veh(3) + Veh(4) / 2) > (Veh(4) / 2 + Veh(5)) Then
Vi2 = Veh(3) + Veh(4) / 2
Vs2 = Minus(2)
Else
Vi2 = Veh(4) / 2 + Veh(5)
Vs2 = Minus(3)
End If
Ve2 = Tvi2 * 3600 * Vs2 / Ciclu
Vc2 = Coada2 / 5
Vn2 = Vi2 – Vc2
Tvf2 = Vn2 / (3600 * Vs2) * Ciclu
Tv3 = Verde(3)
If (Veh(7) + Veh(8)) > (Veh(10) + Veh(11)) Then
Vi3 = Veh(7) + Veh(8)
Coada3 = MaxCoada(5) * 3
Vs3 = (Veh(7) * Minus(5) + Veh(8) * Minus(6)) / (Veh(7) + Veh(8))
Else
Vi3 = Veh(10) + Veh(11)
Coada3 = MaxCoada(8) * 3
Vs3 = (Veh(10) * Minus(8) + Veh(11) * Minus(9)) / (Veh(10) + Veh(11))
End If
Ve3 = Tvi3 * 3600 * Vs3 / Ciclu
Vc3 = Coada3 / 5
Vn3 = Vi3 – Vc3
Tvf3 = Vn3 / (3600 * Vs3) * Ciclu
Tv4 = Verde(2)
Coada4 = MaxCoada(4)
If (Veh(6)) > (Veh(9)) Then
Vi4 = Veh(6)
Vs4 = Minus(4)
Else
Vi4 = Veh(9)
Vs4 = Minus(7)
End If
Ve4 = Tvi4 * 3600 * Vs4 / Ciclu
Vc4 = Coada4 / 5
Vn4 = Vi4 – Vc4
Tvf4 = Vn4 / (3600 * Vs4) * Ciclu
If (Vn1 > Vn2) Then
Aux1 = Vn1 / Vs1 + Vn3 / Vs3 + Vn4 / Vs4
If (Aux1 < 3195) Or (Aux1 > 3384) Then
Pc = 3276 / Aux1
Tvf1 = Round(Pc * Tvf1, 0)
Tvf3 = Round(Pc * Tvf3, 0)
Tvf4 = Round(Pc * Tvf4, 0)
Tvf2 = Tvf1 – 4
End If
Else
Aux1 = Vn2 / Vs2 + Vn3 / Vs3 + Vn4 / Vs4
If (Aux1 < 3195) Or (Aux1 > 3384) Then
Pc = 3276 / Aux1
Tvf2 = Round(Pc * Tvf2, 0)
Tvf3 = Round(Pc * Tvf3, 0)
Tvf4 = Round(Pc * Tvf4, 0)
Tvf1 = Tvf2 – 4
End If
End If
Verde(0).Text = Tvf1
Verde(1).Text = Tvf2
Verde(2).Text = Tvf4
Verde(3).Text = Tvf3
Verde(4).Text = Tvf4
Verde(5).Text = Tvf3
Modificare = True
End If
If Modificare = True Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
Modificare = False
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(0) = P(0) + (P(1) + M(1) + P(2) – M(0) – P(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus(1) = P(2) + (P(1) – M(1) – P(2) + M(0) + P(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(2) = P(3) + (P(4) + M(3) + P(5) – M(2) – P(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus(3) = P(5) + (P(4) – M(3) – P(5) + M(2) + P(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(4) = P(6)
Plus(5) = (P(7) – M(5) + P(8) + M(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus(6) = P(8) + (P(7) – P(8) – M(6) + M(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(7) = P(9)
Plus(8) = (P(10) – M(8) + P(11) + M(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus(9) = P(11) + (P(10) – M(9) – P(11) + M(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus(I) = Plus(I) + Random(Plus(I))
Next I
If (Semafoare(0, Timp) = -1) Or (Semafoare(0, Timp) = 0) Then
M(0) = M(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) + Plus(1)
Else
M(0) = M(0) – Minus(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) – Minus(1) + Plus(1)
End If
If (Semafoare(1, Timp) = -1) Or (Semafoare(1, Timp) = 0) Then
M(2) = M(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) + Plus(3)
Else
M(2) = M(2) – Minus(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) – Minus(3) + Plus(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = -1) Or (Semafoare(2, Timp) = 0) Then
M(4) = M(4) + Plus(4)
Else
M(4) = M(4) – Minus(4) + Plus(4)
End If
If (Semafoare(3, Timp) = -1) Or (Semafoare(3, Timp) = 0) Then
M(5) = M(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) + Plus(6)
Else
M(5) = M(5) – Minus(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) – Minus(6) + Plus(6)
End If
If (Semafoare(4, Timp) = -1) Or (Semafoare(4, Timp) = 0) Then
M(7) = M(7) + Plus(7)
Else
M(7) = M(7) – Minus(7) + Plus(7)
End If
If (Semafoare(5, Timp) = -1) Or (Semafoare(5, Timp) = 0) Then
M(8) = M(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) + Plus(9)
Else
M(8) = M(8) – Minus(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) – Minus(9) + Plus(9)
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare(I, Timp) = -1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 0 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0 Then M(I) = 0
Masini(I).Caption = Round(M(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0.4 * MaxCoada(I) Then
Masini(I).ForeColor = &H118111
Shape(I).FillColor = &HC0FFC0
Else
If M(I) < 0.7 * MaxCoada(I) Then
Masini(I).ForeColor = &H11BBBB
Shape(I).FillColor = &HC0FFFF
Else
Masini(I).ForeColor = &H1111C0
Shape(I).FillColor = &H8080FF
End If
End If
Next I
For I = 0 To 3
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Height = M(I) * (2535 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Height = 2535
End If
Next I
Shape(2).Top = 4935 – Shape(2).Height
Shape(3).Top = 4935 – Shape(3).Height
If M(4) < MaxCoada(4) Then
Shape(4).Width = M(4) * (735 / MaxCoada(4))
Else
Shape(4).Width = 735
End If
Shape(4).Left = 6255 – Shape(4).Width
For I = 5 To 6
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Width = M(I) * (3135 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Width = 3135
End If
Next I
Shape(5).Left = 6255 – Shape(5).Width
Shape(6).Left = 6255 – Shape(6).Width
If M(7) < MaxCoada(7) Then
Shape(7).Width = M(7) * (735 / MaxCoada(7))
Else
Shape(7).Width = 735
End If
For I = 8 To 9
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Width = M(I) * (3135 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Width = 3135
End If
Next I
End Sub
Private Sub Toolbar1_ButtonClick(ByVal Button As MSComctlLib.Button)
Select Case Button.Index
Case 1
Call mnuIncarcareSetari_Click
Case 2
Call mnuSalvareSetari_Click
Case 3
Call mnuIncarcareComparatii_Click
Case 4
Call mnuSalvareComparatii_Click
Case 6
Call mnuStart_Click
Case 7
Call mnuPauza_Click
Case 8
Call mnuStop_Click
Case 9
Call mnuGenerareComparatii_Click
Case 11
Call mnuAfisareNumar_Click
Case 12
Call mnuAfisareCozi_Click
Case 13
Call mnuGraficSemafoare_Click
Case 14
Call mnuGraficeCozi_Click
Case 15
Call mnuOptimizareAutomata_Click
Case 17
Call mnuIesire_Click
End Select
End Sub
Private Sub Verde_Change(Index As Integer)
If FormLoad = True Then
VScrollVerde(Index).Value = Verde(Index).Text
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End If
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde_Change(Index As Integer)
Verde(Index) = VScrollVerde(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde(4) = VScrollVerde(2).Value
VScrollVerde(4).Value = VScrollVerde(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde(2) = VScrollVerde(4).Value
VScrollVerde(2).Value = VScrollVerde(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde(5) = VScrollVerde(3).Value
VScrollVerde(5).Value = VScrollVerde(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde(3) = VScrollVerde(5).Value
VScrollVerde(3).Value = VScrollVerde(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End Sub
I. 3. Modulul de corelație
Const FAS1 = 0.8
Const FAD1 = 0.9
Const FAI1 = 1
Const FAS2 = 0.8
Const FAD2 = 0.9
Const FAI2 = 1
Const T50 = 5
Dim Timp1 As Integer
Dim NrCiclu1 As Integer
Dim TimpTotal1 As Integer
Dim Timp2 As Integer
Dim NrCiclu2 As Integer
Dim TimpTotal2 As Integer
Dim M1(9) As Double
Dim P1(11) As Double
Dim Plus1(9) As Double
Dim Minus1(9) As Double
Dim MaxCoada1(9) As Double
Dim M2(9) As Double
Dim P2(11) As Double
Dim Plus2(9) As Double
Dim Minus2(9) As Double
Dim MaxCoada2(9) As Double
Dim V1(5) As Integer
Dim G1(5) As Integer
Dim V2(5) As Integer
Dim G2(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare1(5, 150) As Integer
Dim Semafoare2(5, 150) As Integer
Dim Distanta As Integer
Dim Diferenta As Integer
Dim Pauza As Boolean
Dim Veh(3, 150) As Double
Dim IndexVector12 As Integer
Dim IndexVector21 As Integer
Dim VehIndex As Integer
Dim Vehicule1I(11) As Double
Dim Vehicule2I(11) As Double
Dim TimpRosuDirect As Integer
Dim TimpRosuViraj As Integer
Dim ModSemafor1 As Integer
Dim SpreadsheetIndex As Integer
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Jj As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Max1 As Integer
Dim Min As Integer
Dim a50 As Double
Dim X1 As Double
Dim X2 As Double
Dim T2 As Double
For Ii = 0 To 5
V1(Ii) = Verde1(Ii).Text
VScrollVerde1(Ii).Value = V1(Ii)
G1(Ii) = Galben1(Ii).Text
Next Ii
If V1(0) > V1(1) Then
Max1 = V1(0) + G1(0)
Min = V1(1)
Sem = 1
Else
Max1 = V1(1) + G1(1)
Min = V1(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare1(0, Ii) = 1
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G1(0)
Semafoare1(0, Ii) = 0
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G1(0) + 1 To V1(1)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V1(1) + 1 To V1(1) + G1(1)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G1(1)
Semafoare1(1, Ii) = 0
Semafoare1(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G1(1) + 1 To V1(0)
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V1(0) + 1 To V1(0) + G1(0)
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max1 + 1 To Max1 + V1(3)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = -1
Semafoare1(3, Ii) = 1
Semafoare1(4, Ii) = -1
Semafoare1(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = -1
Semafoare1(3, Ii) = 0
Semafoare1(4, Ii) = -1
Semafoare1(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + G1(3) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = 1
Semafoare1(3, Ii) = -1
Semafoare1(4, Ii) = 1
Semafoare1(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + G1(2)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = 0
Semafoare1(3, Ii) = -1
Semafoare1(4, Ii) = 0
Semafoare1(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal1 = Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + G1(2)
For Ii = 0 To 5
V2(Ii) = Verde2(Ii).Text
VScrollVerde2(Ii).Value = V2(Ii)
G2(Ii) = Galben2(Ii).Text
Next Ii
If V2(0) > V2(1) Then
Max = V2(0) + G2(0)
Min = V2(1)
Sem = 1
Else
Max = V2(1) + G2(1)
Min = V2(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare2(0, Ii) = 1
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G2(0)
Semafoare2(0, Ii) = 0
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G2(0) + 1 To V2(1)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V2(1) + 1 To V2(1) + G2(1)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G2(1)
Semafoare2(1, Ii) = 0
Semafoare2(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G2(1) + 1 To V2(0)
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V2(0) + 1 To V2(0) + G2(0)
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V2(3)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = -1
Semafoare2(3, Ii) = 1
Semafoare2(4, Ii) = -1
Semafoare2(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + 1 To Max + V2(3) + G2(3)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = -1
Semafoare2(3, Ii) = 0
Semafoare2(4, Ii) = -1
Semafoare2(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + G2(3) + 1 To Max + V2(3) + G2(3) + V2(2)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = 1
Semafoare2(3, Ii) = -1
Semafoare2(4, Ii) = 1
Semafoare2(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + 1 To Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + G2(2)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = 0
Semafoare2(3, Ii) = -1
Semafoare2(4, Ii) = 0
Semafoare2(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal2 = Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + G2(2)
TextTotalCiclu2.Text = TimpTotal2
If (TimpRosuViraj > 0) Then
For Ii = Max1 – G1(1) + 1 – TimpRosuViraj To Max1
Semafoare1(0, Ii) = Semafoare1(0, Ii + TimpRosuViraj)
Semafoare1(1, Ii) = Semafoare1(1, Ii + TimpRosuViraj)
Next Ii
End If
If (TimpRosuDirect > 0) Then
For Ii = Max1 + V1(3) + 1 – TimpRosuViraj To Max1 + V1(3) + G1(3)
Semafoare1(3, Ii) = Semafoare1(3, Ii + TimpRosuViraj)
Semafoare1(5, Ii) = Semafoare1(5, Ii + TimpRosuViraj)
Next Ii
End If
TextTotalCiclu1.Text = TimpTotal1
a50 = 50 / T50
X1 = a50 * T50 * T50 / 2
X2 = Distanta – X1
T2 = 50 / X2
Diferenta = Round(T50 + T2, 0) + Max1 – Max + 3
Textdiferenta.Text = Diferenta
If Diferenta >= 0 Then
For Ii = 1 To Diferenta
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, TimpTotal2 + Ii) = Semafoare2(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
For Ii = 1 To TimpTotal2
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = Semafoare2(Jj, Ii + Diferenta)
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = TimpTotal2 To 1 Step -1
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii + Abs(Diferenta)) = Semafoare2(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
For Ii = 1 To Abs(Diferenta)
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = Semafoare2(Jj, TimpTotal2 + Ii)
Next Jj
Next Ii
End If
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Corelatie.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Vehicule1(0).Text = 20 * 4
Vehicule1(1).Text = 652 * 4
Vehicule1(2).Text = 54 * 4
Vehicule1(3).Text = 220 * 4
Vehicule1(4).Text = 512 * 4
Vehicule1(5).Text = 88 * 4
Vehicule1(6).Text = 56 * 4
Vehicule1(7).Text = 1348 * 4
Vehicule1(8).Text = 324 * 4
Vehicule1(9).Text = 208 * 4
Vehicule1(10).Text = 1256 * 4
Vehicule1(11).Text = 24 * 4
Verde1(0).Text = 20
Verde1(1).Text = 30
Verde1(2).Text = 13
Verde1(3).Text = 35
Verde1(4).Text = 13
Verde1(5).Text = 35
Galben1(0).Text = 3
Galben1(1).Text = 3
Galben1(2).Text = 3
Galben1(3).Text = 3
Galben1(4).Text = 3
Galben1(5).Text = 3
Start1(0).Text = 1
Start1(1).Text = 1
Start1(2).Text = 3
Start1(3).Text = 2
Start1(4).Text = 3
Start1(5).Text = 2
Vehicule2(0).Text = 0 * 4
Vehicule2(1).Text = 612 * 4
Vehicule2(2).Text = 24 * 4
Vehicule2(3).Text = 220 * 4
Vehicule2(4).Text = 512 * 4
Vehicule2(5).Text = 88 * 4
Vehicule2(6).Text = 56 * 4
Vehicule2(7).Text = 1148 * 4
Vehicule2(8).Text = 324 * 4
Vehicule2(9).Text = 208 * 4
Vehicule2(10).Text = 1256 * 4
Vehicule2(11).Text = 24 * 4
Verde2(0).Text = 20
Verde2(1).Text = 30
Verde2(2).Text = 13
Verde2(3).Text = 35
Verde2(4).Text = 13
Verde2(5).Text = 35
Galben2(0).Text = 3
Galben2(1).Text = 3
Galben2(2).Text = 3
Galben2(3).Text = 3
Galben2(4).Text = 3
Galben2(5).Text = 3
Start2(0).Text = 1
Start2(1).Text = 1
Start2(2).Text = 3
Start2(3).Text = 2
Start2(4).Text = 3
Start2(5).Text = 2
Option2.Value = True
Merge = False
Pauza = False
IndexVector12 = 1
Set c = ChartSpace1.Constants
Set ChartSpace1.DataSource = Spreadsheet1.object
ChartSpace1.Charts.Add
ChartSpace1.Charts(0).Type = c.chChartTypeLine
ChartSpace1.Charts(0).Axes.Delete (0)
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "b1"
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "a2:a100"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, "b2:b100"
SpreadsheetIndex = 2
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
For Ii = 0 To 11
Vehicule1I(Ii) = Int(Vehicule1(Ii).Text)
Vehicule2I(Ii) = Int(Vehicule2(Ii).Text)
Next Ii
For Ii = 0 To 87
Veh(0, Ii) = 0
Veh(1, Ii) = 0
Veh(2, Ii) = 0
Veh(3, Ii) = 0
Textveh(Ii).Text = 0
Next Ii
Timp1 = 0
NrCiclu1 = 1
Ciclu1 = NrCiclu1
Timp2 = 0
NrCiclu2 = 1
Ciclu2 = NrCiclu2
Distanta = Dist.Text
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 0
ModSemafor1 = 0
Call Initializare_Semafoare
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada1(0) = Vehicule1I(0) + Vehicule1I(1) / 2
MaxCoada1(1) = Vehicule1I(2) + Vehicule1I(1) / 2
MaxCoada1(2) = Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4) / 2
MaxCoada1(3) = Vehicule1I(5) + Vehicule1I(4) / 2
MaxCoada1(4) = Vehicule1I(6)
MaxCoada1(5) = Vehicule1I(7) * 3 / 4
MaxCoada1(6) = Vehicule1I(8) + Vehicule1I(7) / 4
MaxCoada1(7) = Vehicule1I(9)
MaxCoada1(8) = Vehicule1I(10) * 3 / 4
MaxCoada1(9) = Vehicule1I(11) + Vehicule1I(10) / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada1(I) = MaxCoada1(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M1(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P1(I) = Vehicule1I(I) / Rap
Next I
Minus1(0) = 0.9
Minus1(1) = 1.35
Minus1(2) = 0.9
Minus1(3) = 1.35
Minus1(4) = 1
Minus1(5) = 1.6
Minus1(6) = 1.35
Minus1(7) = 1
Minus1(8) = 1.6
Minus1(9) = 1.35
For I = 0 To 5
Rosu1(I).Text = TimpTotal1 – V1(I) – G1(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp1 = 0
End If
MaxCoada2(0) = Vehicule2I(0) + Vehicule2I(1) / 2
MaxCoada2(1) = Vehicule2I(2) + Vehicule2I(1) / 2
MaxCoada2(2) = Vehicule2I(3) + Vehicule2I(4) / 2
MaxCoada2(3) = Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4) / 2
MaxCoada2(4) = Vehicule2I(6)
MaxCoada2(5) = Vehicule2I(7) * 3 / 4
MaxCoada2(6) = Vehicule2I(8) + Vehicule2I(7) / 4
MaxCoada2(7) = Vehicule2I(9)
MaxCoada2(8) = Vehicule2I(10) * 3 / 4
MaxCoada2(9) = Vehicule2I(11) + Vehicule2I(10) / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada2(I) = MaxCoada2(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M2(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P2(I) = Vehicule2I(I) / Rap
Next I
Minus2(0) = 1.6
Minus2(1) = 1.35
Minus2(2) = 0.9
Minus2(3) = 1.35
Minus2(4) = 1
Minus2(5) = 1.6
Minus2(6) = 1.35
Minus2(7) = 1
Minus2(8) = 1.6
Minus2(9) = 1.35
For I = 0 To 5
Rosu2(I).Text = TimpTotal2 – V2(I) – G2(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp2 = 0
End If
Dist.Enabled = False
End If
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
btnStart.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu1 = 1
Ciclu1.Text = 1
NrCiclu2 = 1
Ciclu2.Text = 1
Dist.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
End Sub
Private Sub mnuCitire_Click()
End Sub
Private Sub mnuGrafic_Click()
If mnuGrafic.Checked = True Then
ChartSpace1.Visible = False
Toolbar1.Buttons(8).Value = tbrUnpressed
mnuGrafic.Checked = False
Else
ChartSpace1.Visible = True
Toolbar1.Buttons(8).Value = tbrPressed
mnuGrafic.Checked = True
End If
End Sub
Private Sub mnuPauza_Click()
Call btnPauza_Click
End Sub
Private Sub mnuSalvare_Click()
End Sub
Private Sub mnuStart_Click()
Call btnStart_Click
End Sub
Private Sub mnuStop_Click()
Call btnStop_Click
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Dim Aux As Double
Timp1 = Timp1 + 1
TextTimp1.Text = Timp1
If Timp1 > TimpTotal1 Then
Timp1 = 1
NrCiclu1 = NrCiclu1 + 1
Ciclu1.Text = NrCiclu1
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(0) = P1(0) + (P1(1) + M1(1) + P1(2) – M1(0) – P1(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(1) = P1(2) + (P1(1) – M1(1) – P1(2) + M1(0) + P1(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(2) = P1(3) + (P1(4) + M1(3) + P1(5) – M1(2) – P1(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(3) = P1(5) + (P1(4) – M1(3) – P1(5) + M1(2) + P1(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(4) = P1(6)
Plus1(5) = (P1(7) – M1(5) + P1(8) + M1(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(6) = P1(8) + (P1(7) – P1(8) – M1(6) + M1(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(7) = P1(9)
If Diferenta > 0 Then
If (TimpTotal2 – Timp1) >= Diferenta Then
Plus1(8) = (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – M1(8) + Veh(3, Timp1 + Diferenta) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Timp1 + Diferenta) + (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – Veh(3, Timp1 + Diferenta) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
Else
Plus1(8) = (Veh(2, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – M1(8) + Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) + (Veh(2, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
End If
Else
If (Timp1) >= Abs(Diferenta) Then
Plus1(8) = (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – M1(8) + Veh(3, Timp1 + Diferenta) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Timp1 + Diferenta) + (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – Veh(3, Timp1 + Diferenta) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
Else
Plus1(8) = (Veh(2, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – M1(8) + Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) + (Veh(2, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
End If
End If
For I = 0 To 9
Plus1(I) = Plus1(I) + Random(Plus1(I))
Next I
If (Semafoare1(0, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(0, Timp1) = 0) Then
M1(0) = M1(0) + Plus1(0)
M1(1) = M1(1) + Plus1(1)
Else
M1(0) = M1(0) – Minus1(0)
If M1(1) > Minus1(1) Then
M1(1) = M1(1) – Minus1(1)
Veh(0, Timp1) = Minus1(1) * (Vehicule1I(2) / (Vehicule1I(1) + Vehicule1I(2))) * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Minus1(1) * (Vehicule1I(2) / (Vehicule1I(1) + Vehicule1I(2))) * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
End If
If (Semafoare1(1, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(1, Timp1) = 0) Then
M1(2) = M1(2) + Plus1(2)
M1(3) = M1(3) + Plus1(3)
Else
If M1(2) > Minus1(2) Then
M1(2) = M1(2) – Minus1(2)
Veh(0, Timp1) = Minus1(2) * (Vehicule1I(3) / (Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4))) * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Minus1(2) * (Vehicule1I(3) / (Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4))) * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
M1(3) = M1(3) – Minus1(3)
End If
If (Semafoare1(2, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(2, Timp1) = 0) Then
M1(4) = M1(4) + Plus1(4)
Else
M1(4) = M1(4) – Minus1(4)
End If
If (Semafoare1(3, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(3, Timp1) = 0) Then
M1(5) = M1(5) + Plus1(5)
M1(6) = M1(6) + Plus1(6)
Else
Aux = 0
If M1(5) > Minus1(5) Then
M1(5) = M1(5) – Minus1(5)
If M1(6) > Minus1(6) Then
Aux = Minus1(5) + Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
Else
Aux = Minus1(5)
End If
End If
If M1(6) > Minus1(6) Then
M1(6) = M1(6) – Minus1(6)
If M1(5) > Minus1(5) Then
Aux = Minus1(5) + Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
Else
Aux = Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
End If
End If
Veh(0, Timp1) = Aux * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Aux * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
If (Semafoare1(4, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(4, Timp1) = 0) Then
M1(7) = M1(7) + Plus1(7)
Else
M1(7) = M1(7) – Minus1(7)
End If
If (Semafoare1(5, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(5, Timp1) = 0) Then
M1(8) = M1(8) + Plus1(8)
M1(9) = M1(9) + Plus1(9)
Else
M1(8) = M1(8) – Minus1(8)
M1(9) = M1(9) – Minus1(9)
End If
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
For I = 0 To 5
If Semafoare1(I, Timp1) = -1 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare1(I, Timp1) = 0 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare1(I, Timp1) = 1 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M1(I) < 0 Then M1(I) = 0
Masini1(I).Caption = Round(M1(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M1(I) < 4 * MaxCoada1(I) * TimpTotal1 Then
Masini1(I).ForeColor = &H118111
Else
If M1(I) < 6 * MaxCoada1(I) * TimpTotal1 Then
Masini1(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini1(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
Timp2 = Timp2 + 1
TextTimp2.Text = Timp2
If Timp2 > TimpTotal2 Then
Timp2 = 1
NrCiclu2 = NrCiclu2 + 1
Ciclu2.Text = NrCiclu2
Spreadsheet1.Cells(SpreadsheetIndex, 1) = SpreadsheetIndex – 1
Spreadsheet1.Cells(SpreadsheetIndex, 2) = M2(5) + M2(6)
SpreadsheetIndex = SpreadsheetIndex + 1
If SpreadsheetIndex > 100 Then
Set c = ChartSpace1.Constants
Sss = "a" & (SpreadsheetIndex – 98) & ":a" & (SpreadsheetIndex)
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, Sss
Sss = "b" & (SpreadsheetIndex – 98) & ":b" & (SpreadsheetIndex)
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Sss
End If
End If
If (Timp2 = TimpTotal1 – Diferenta + 1) Then
IndexVector12 = 1
Else
IndexVector12 = IndexVector12 + 1
End If
If IndexVector12 > TimpTotal1 Then IndexVector12 = 1
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(0) = P2(0) + (P2(1) + M2(1) + P2(2) – M2(0) – P2(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(1) = P2(2) + (P2(1) – M2(1) – P2(2) + M2(0) + P2(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(2) = P2(3) + (P2(4) + M2(3) + P2(5) – M2(2) – P2(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(3) = P2(5) + (P2(4) – M2(3) – P2(5) + M2(2) + P2(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(4) = P2(6)
If Diferenta > 0 Then
Plus2(5) = (Veh(0, IndexVector12) – M2(5) + Veh(1, IndexVector12) + M2(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(6) = Veh(1, IndexVector12) + (Veh(0, IndexVector12) – Veh(1, IndexVector12) – M2(6) + M2(5)) * (1 – Coef) / 2
Veh(0, IndexVector12) = 0
Veh(1, IndexVector12) = 0
Textveh(IndexVector12).BackColor = &H1111FF
Textveh(IndexVector12).Text = 0
Textindex.Text = IndexVector12
Else
Plus2(5) = (Veh(0, Timp2 + Diferenta) – M2(5) + Veh(1, Timp2 + Diferenta) + M2(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(6) = Veh(1, Timp2 + Diferenta) + (Veh(0, Timp2 + Diferenta) – Veh(1, Timp2 + Diferenta) – M2(6) + M2(5)) * (1 – Coef) / 2
Veh(0, Timp2 + Diferenta) = 0
Veh(1, Timp2 + Diferenta) = 0
Textveh(Timp2 + Diferenta).BackColor = &H1111FF
Textveh(Timp2 + Diferenta).Text = 0
Textindex.Text = Timp2 + Diferenta
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(7) = P2(9)
Plus2(8) = (P2(10) – M2(8) + P2(11) + M2(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(9) = P2(11) + (P2(10) – M2(9) – P2(11) + M2(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus2(I) = Plus2(I) + Random(Plus2(I))
Next I
If (Semafoare2(0, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(0, Timp2) = 0) Then
M2(0) = M2(0) + Plus2(0)
M2(1) = M2(1) + Plus2(1)
Else
If M2(0) > Minus2(0) Then
M2(0) = M2(0) – Minus2(0)
Veh(2, Timp2) = Minus2(0) * (Vehicule2I(0) / (Vehicule2I(1) + Vehicule2I(0))) * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp2) = Minus2(0) * (Vehicule2I(0) / (Vehicule2I(1) + Vehicule2I(0))) * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
M2(1) = M2(1) – Minus2(1)
End If
If (Semafoare2(1, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(1, Timp2) = 0) Then
M2(2) = M2(2) + Plus2(2)
M2(3) = M2(3) + Plus2(3)
Else
M2(2) = M2(2) – Minus2(2)
If M2(3) > Minus2(3) Then
M2(3) = M2(3) – Minus2(3)
Veh(2, Timp2) = Minus2(3) * (Vehicule2I(5) / (Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4))) * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp2) = Minus2(3) * (Vehicule2I(5) / (Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4))) * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
End If
If (Semafoare2(2, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(2, Timp2) = 0) Then
M2(4) = M2(4) + Plus2(4)
Else
M2(4) = M2(4) – Minus2(4)
End If
If (Semafoare2(3, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(3, Timp2) = 0) Then
M2(5) = M2(5) + Plus2(5)
M2(6) = M2(6) + Plus2(6)
Else
M2(5) = M2(5) – Minus2(5) + Plus2(5)
M2(6) = M2(6) – Minus2(6) + Plus2(6)
End If
If (Semafoare2(4, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(4, Timp2) = 0) Then
M2(7) = M2(7) + Plus2(7)
Else
M2(7) = M2(7) – Minus2(7)
End If
If (Semafoare2(5, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(5, Timp2) = 0) Then
M2(8) = M2(8) + Plus2(8)
M2(9) = M2(9) + Plus2(9)
Else
Aux = 0
If M2(8) > 0 Then
M2(8) = M2(8) – Minus2(8)
If M2(9) > Minus2(9) Then
Aux = Minus2(8) + Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
Else
Aux = Minus2(8)
End If
End If
If M2(9) > 0 Then
M2(9) = M2(9) – Minus2(9)
If M2(8) > Minus2(8) Then
Aux = Minus2(8) + Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
Else
Aux = Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
End If
End If
Veh(2, Timp1) = Aux * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp1) = Aux * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare2(I, Timp2) = -1 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare2(I, Timp2) = 0 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare2(I, Timp2) = 1 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M2(I) < 0 Then M2(I) = 0
Masini2(I).Caption = Round(M2(I))
Next I
If Timp1 = TimpTotal1 Then
If M2(5) + M2(6) < 40 Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 0
If ModSemafor1 <> 0 Then
Label13.Caption = "Mod normal"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 0
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 40) And (M2(5) + M2(6) <= 50) Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 1
If ModSemafor1 <> 1 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 1"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 1
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 50) And (M2(5) + M2(6) <= 60) Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 2 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 2
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 60) And (M2(5) + M2(6) <= 70) Then
TimpRosuDirect = 1
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 4 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2 si direct 1"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 4
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 70) And (M2(5) + M2(6) <= 80) Then
TimpRosuDirect = 2
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 4 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2 si direct 2"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 4
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 80) Then
TimpRosuDirect = 3
TimpRosuViraj = 3
If ModSemafor1 <> 5 Then
Sss = "Blocare viraje " & Str(TimpRosuViraj) & " si direct " & Str(TimpRosuDirect)
Label13.Caption = Sss
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 5
End If
End If
End If
For I = 0 To 9
If M2(I) < 4 * MaxCoada2(I) * TimpTotal2 Then
Masini2(I).ForeColor = &H118111
Else
If M2(I) < 6 * MaxCoada2(I) * TimpTotal2 Then
Masini2(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini2(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
End Sub
Private Sub Toolbar1_ButtonClick(ByVal Button As MSComctlLib.Button)
Select Case Button.Index
Case 1
Call mnuCitire_Click
Case 2
Call mnuSalvare_Click
Case 4
Call btnStart_Click
Case 5
Call btnPauza_Click
Case 6
Call btnStop_Click
Case 8
Call mnuGrafic_Click
Case 10
Corelatie.Hide
End Select
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde1_Change(Index As Integer)
Verde1(Index).Text = VScrollVerde1(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde1(4).Text = VScrollVerde1(2).Value
VScrollVerde1(4).Value = VScrollVerde1(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde1(2).Text = VScrollVerde1(4).Value
VScrollVerde1(2).Value = VScrollVerde1(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde1(5).Text = VScrollVerde1(3).Value
VScrollVerde1(5).Value = VScrollVerde1(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde1(3).Text = VScrollVerde1(5).Value
VScrollVerde1(3).Value = VScrollVerde1(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
Private Sub VScrollVerde2_Change(Index As Integer)
Verde2(Index).Text = VScrollVerde2(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde2(4).Text = VScrollVerde2(2).Value
VScrollVerde2(4).Value = VScrollVerde2(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde2(2).Text = VScrollVerde2(4).Value
VScrollVerde2(2).Value = VScrollVerde2(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde2(5).Text = VScrollVerde2(3).Value
VScrollVerde2(5).Value = VScrollVerde2(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde2(3).Text = VScrollVerde2(5).Value
VScrollVerde2(3).Value = VScrollVerde2(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
I. 4. Modulul de testare a algoritmului
Const FAS = 0.8
Const FAD = 0.9
Dim Timp As Integer
Dim NrCiclu As Integer
Dim TimpTotal As Integer
Dim M(9) As Double
Dim P(11) As Double
Dim Plus(9) As Double
Dim Minus(9) As Double
Dim MaxCoada(9) As Double
Dim V(5) As Integer
Dim G(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare(5, 150) As Integer
Dim Pauza As Boolean
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Min As Integer
For Ii = 0 To 5
V(Ii) = Verde(Ii).Text
VScrollVerde(Ii).Value = V(Ii)
G(Ii) = Galben(Ii).Text
Next Ii
If V(0) > V(1) Then
Max = V(0) + G(0)
Min = V(1)
Sem = 1
Else
Max = V(1) + G(1)
Min = V(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare(0, Ii) = 1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G(0)
Semafoare(0, Ii) = 0
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(0) + 1 To V(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(1) + 1 To V(1) + G(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G(1)
Semafoare(1, Ii) = 0
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(1) + 1 To V(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(0) + 1 To V(0) + G(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 1
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + 1 To Max + V(3) + G(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 0
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 1
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 1
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + V(2) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 0
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 0
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal = Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
TextTotalCiclu.Text = TimpTotal
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Intersectie2.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Vehicule(0).Text = 12 * 4
Vehicule(1).Text = 612 * 4
Vehicule(2).Text = 24 * 4
Vehicule(3).Text = 220 * 4
Vehicule(4).Text = 512 * 4
Vehicule(5).Text = 88 * 4
Vehicule(6).Text = 56 * 4
Vehicule(7).Text = 1148 * 4
Vehicule(8).Text = 324 * 4
Vehicule(9).Text = 208 * 4
Vehicule(10).Text = 1256 * 4
Vehicule(11).Text = 24 * 4
Verde(0).Text = 20
Verde(1).Text = 30
Verde(2).Text = 13
Verde(3).Text = 35
Verde(4).Text = 13
Verde(5).Text = 35
Galben(0).Text = 3
Galben(1).Text = 3
Galben(2).Text = 3
Galben(3).Text = 3
Galben(4).Text = 3
Galben(5).Text = 3
Start(0).Text = 1
Start(1).Text = 1
Start(2).Text = 3
Start(3).Text = 2
Start(4).Text = 3
Start(5).Text = 2
Option2.Value = True
Timp = 0
NrCiclu = 1
Text6.Text = NrCiclu
Merge = False
Pauza = False
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim M1, M2, M3 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
Call Initializare_Semafoare
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada(0) = Vehicule(0).Text + Vehicule(1).Text / 2
MaxCoada(1) = Vehicule(2).Text + Vehicule(1).Text / 2
MaxCoada(2) = Vehicule(3).Text + Vehicule(4).Text / 2
MaxCoada(3) = Vehicule(5).Text + Vehicule(4).Text / 2
MaxCoada(4) = Vehicule(6).Text
MaxCoada(5) = Vehicule(7).Text * 3 / 4
MaxCoada(6) = Vehicule(8).Text + Vehicule(7).Text / 4
MaxCoada(7) = Vehicule(9).Text
MaxCoada(8) = Vehicule(10).Text * 3 / 4
MaxCoada(9) = Vehicule(11).Text + Vehicule(10).Text / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada(I) = MaxCoada(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P(I) = Vehicule(I).Text / Rap
Next I
Minus(0) = 0.4
Minus(1) = 0.6
Minus(2) = 0.45
Minus(3) = 0.6
Minus(4) = 0.7
Minus(5) = 0.8
Minus(6) = 0.6
Minus(7) = 0.7
Minus(8) = 0.8
Minus(9) = 0.6
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp = 0
End If
End If
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu = 1
Text6.Text = 1
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Timp = Timp + 1
TextTimp.Text = Timp
If Timp > TimpTotal Then
Timp = 1
NrCiclu = NrCiclu + 1
Text6.Text = NrCiclu
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(0) = P(0) + (P(1) + M(1) + P(2) – M(0) – P(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus(1) = P(2) + (P(1) – M(1) – P(2) + M(0) + P(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(2) = P(3) + (P(4) + M(3) + P(5) – M(2) – P(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus(3) = P(5) + (P(4) – M(3) – P(5) + M(2) + P(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(4) = P(6)
Plus(5) = (P(7) – M(5) + P(8) + M(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus(6) = P(8) + (P(7) – P(8) – M(6) + M(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(7) = P(9)
Plus(8) = (P(10) – M(8) + P(11) + M(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus(9) = P(11) + (P(10) – M(9) – P(11) + M(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus(I) = Plus(I) + Random(Plus(I))
Next I
If (Semafoare(0, Timp) = -1) Or (Semafoare(0, Timp) = 0) Then
M(0) = M(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) + Plus(1)
Else
M(0) = M(0) – Minus(0)
M(1) = M(1) – Minus(1)
End If
If (Semafoare(1, Timp) = -1) Or (Semafoare(1, Timp) = 0) Then
M(2) = M(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) + Plus(3)
Else
M(2) = M(2) – Minus(2)
M(3) = M(3) – Minus(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = -1) Or (Semafoare(2, Timp) = 0) Then
M(4) = M(4) + Plus(4)
Else
M(4) = M(4) – Minus(4)
End If
If (Semafoare(3, Timp) = -1) Or (Semafoare(3, Timp) = 0) Then
M(5) = M(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) + Plus(6)
Else
M(5) = M(5) – Minus(5)
M(6) = M(6) – Minus(6)
End If
If (Semafoare(4, Timp) = -1) Or (Semafoare(4, Timp) = 0) Then
M(7) = M(7) + Plus(7)
Else
M(7) = M(7) – Minus(7)
End If
If (Semafoare(5, Timp) = -1) Or (Semafoare(5, Timp) = 0) Then
M(8) = M(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) + Plus(9)
Else
M(8) = M(8) – Minus(8)
M(9) = M(9) – Minus(9)
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare(I, Timp) = -1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 0 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0 Then M(I) = 0
Masini(I).Caption = Round(M(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 4 * MaxCoada(I) * TimpTotal Then
Masini(I).ForeColor = &H118111
Else
If M(I) < 6 * MaxCoada(I) * TimpTotal Then
Masini(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde_Change(Index As Integer)
Verde(Index) = VScrollVerde(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde(4) = VScrollVerde(2).Value
VScrollVerde(4).Value = VScrollVerde(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde(2) = VScrollVerde(4).Value
VScrollVerde(2).Value = VScrollVerde(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde(5) = VScrollVerde(3).Value
VScrollVerde(5).Value = VScrollVerde(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde(3) = VScrollVerde(5).Value
VScrollVerde(3).Value = VScrollVerde(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
Anexa II – Rezultatele analizei traseului selectat, efectuate cu programul Synchro
II.1. Nivelul de serviciu calculat pentru traseu înainte de aplicarea algoritmului
II.2. Rezultatele analizelor efectuate la nivel de rețea înainte de aplicarea algoritmului
II.3. Nivelul de serviciu calculat pentru traseu după aplicarea algoritmului
II.4. Rezultatele analizelor efectuate la nivel de rețea după aplicarea algoritmului
Bibliografie
Anexa I – Programul conceput pentru testarea algoritmului propus
I.1. Modulul de selecție
Private Sub Command1_Click()
Intersectie1.Show
End Sub
Private Sub Command2_Click()
Intersectie2.Show
End Sub
Private Sub Command3_Click()
Corelatie.Show
End Sub
Private Sub Command4_Click()
End
End Sub
I.2. Modulul pentru analiză la nivel de intersecție
Const FAS = 0.8
Const FAD = 0.9
Dim Timp As Integer
Dim NrCiclu As Integer
Dim TimpTotal As Integer
Dim M(9) As Double
Dim P(11) As Double
Dim Plus(9) As Double
Dim Minus(9) As Double
Dim MaxCoada(9) As Double
Dim V(5) As Integer
Dim G(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare(5, 1000) As Integer
Dim Pauza As Boolean
Dim CoadaMemorata(9) As Integer
Dim TimpCoada0 As
Dim TimpCoada1 As
Dim TimpCoada2 As Integer
Dim TimpCoada3 As Integer
Dim Modificare As Boolean
Dim Automat As Boolean
Dim DateComparatii As Boolean
Dim AfisareNumar As Boolean
Dim AfisareCozi As Boolean
Dim FormLoad As Boolean
Private Sub Actualizare_Grafice(Val As Integer)
Dim Ss As String
Set c = ChartSpace(0).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "b2:b10"
Else
Ss = "b" & Val – 8 & ":b" & Val
End If
ChartSpace(0).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "c2:c10"
Else
Ss = "c" & Val – 8 & ":c" & Val
End If
ChartSpace(0).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(1).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "d2:d10"
Else
Ss = "d" & Val – 8 & ":d" & Val
End If
ChartSpace(1).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "e2:e10"
Else
Ss = "e" & Val – 8 & ":e" & Val
End If
ChartSpace(1).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(2).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "f2:f10"
Else
Ss = "f" & Val – 8 & ":f" & Val
End If
ChartSpace(2).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "g2:g10"
Else
Ss = "g" & Val – 8 & ":g" & Val
End If
ChartSpace(2).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(3).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "h2:h10"
Else
Ss = "h" & Val – 8 & ":h" & Val
End If
ChartSpace(3).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "i2:i10"
Else
Ss = "i" & Val – 8 & ":i" & Val
End If
ChartSpace(3).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(4).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "j2:j10"
Else
Ss = "j" & Val – 8 & ":j" & Val
End If
ChartSpace(4).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "k2:k10"
Else
Ss = "k" & Val – 8 & ":k" & Val
End If
ChartSpace(4).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(5).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "l2:l10"
Else
Ss = "l" & Val – 8 & ":l" & Val
End If
ChartSpace(5).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "m2:m10"
Else
Ss = "m" & Val – 8 & ":m" & Val
End If
ChartSpace(5).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(6).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "n2:n10"
Else
Ss = "n" & Val – 8 & ":n" & Val
End If
ChartSpace(6).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "o2:o10"
Else
Ss = "o" & Val – 8 & ":o" & Val
End If
ChartSpace(6).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(7).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "p2:p10"
Else
Ss = "p" & Val – 8 & ":p" & Val
End If
ChartSpace(7).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "q2:q10"
Else
Ss = "q" & Val – 8 & ":q" & Val
End If
ChartSpace(7).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(8).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "r2:r10"
Else
Ss = "r" & Val – 8 & ":r" & Val
End If
ChartSpace(8).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "s2:s10"
Else
Ss = "s" & Val – 8 & ":s" & Val
End If
ChartSpace(8).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
Set c = ChartSpace(9).Constants
If Val <= 10 Then
Ss = "t2:t10"
Else
Ss = "t" & Val – 8 & ":t" & Val
End If
ChartSpace(9).Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Ss
If Val <= 10 Then
Ss = "u2:u10"
Else
Ss = "u" & Val – 8 & ":u" & Val
End If
ChartSpace(9).Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, Ss
End Sub
Private Sub Actualizare_Grafic()
For Ii = 0 To 3
Spreadsheet1.Cells(2, Ii + 2) = V(Ii)
Spreadsheet1.Cells(3, Ii + 2) = G(Ii)
Spreadsheet1.Cells(4, Ii + 2) = TimpTotal – V(Ii) – G(Ii)
Next Ii
End Sub
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Min As Integer
For Ii = 0 To 5
V(Ii) = Verde(Ii).Text
VScrollVerde(Ii).Value = V(Ii)
G(Ii) = Galben(Ii).Text
Next Ii
If V(0) > V(1) Then
Max = V(0) + G(0)
Min = V(1)
Sem = 1
Else
Max = V(1) + G(1)
Min = V(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare(0, Ii) = 1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G(0)
Semafoare(0, Ii) = 0
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(0) + 1 To V(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(1) + 1 To V(1) + G(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G(1)
Semafoare(1, Ii) = 0
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(1) + 1 To V(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(0) + 1 To V(0) + G(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 1
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + 1 To Max + V(3) + G(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 0
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 1
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 1
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + V(2) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 0
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 0
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpCoada0 = V(0)
TimpCoada1 = V(1)
TimpCoada2 = Max + V(3)
TimpCoada3 = Max + V(3) + G(3) + V(2)
TimpTotal = Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
TextTotalCiclu.Text = TimpTotal
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = True
Next Ii
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Intersectie1.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Dim Fisier As String
Dim Rezultat As String
FormLoad = False
Vehicule(0).Text = 218
Vehicule(1).Text = 504
Vehicule(2).Text = 30
Vehicule(3).Text = 0
Vehicule(4).Text = 447
Vehicule(5).Text = 107
Vehicule(6).Text = 405
Vehicule(7).Text = 1385
Vehicule(8).Text = 67
Vehicule(9).Text = 65
Vehicule(10).Text = 1056
Vehicule(11).Text = 321
Verde(0).Text = 18
Verde(1).Text = 30
Verde(2).Text = 17
Verde(3).Text = 35
Verde(4).Text = 17
Verde(5).Text = 35
Galben(0).Text = 3
Galben(1).Text = 3
Galben(2).Text = 3
Galben(3).Text = 3
Galben(4).Text = 3
Galben(5).Text = 3
Start(0).Text = 1
Start(1).Text = 1
Start(2).Text = 3
Start(3).Text = 2
Start(4).Text = 3
Start(5).Text = 2
Option2.Value = True
Timp = 0
NrCiclu = 1
Text6.Text = NrCiclu
Merge = False
Pauza = False
Call Initializare_Semafoare
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
Set c = ChartSpace1.Constants
Set ChartSpace1.DataSource = Spreadsheet1.object
ChartSpace1.Charts.Add
ChartSpace1.Charts(0).Type = c.chChartTypeColumnStacked100
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection.Add
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "a2:a4"
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "b1:e1"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).Interior.Color = &H11FF11
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, "b2:e2"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(1).Interior.Color = &H11FFFF
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(1).SetData c.chDimValues, 0, "b3:e3"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(2).Interior.Color = &H1111FF
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(2).SetData c.chDimValues, 0, "b4:e4"
For I = 0 To 9
ChartSpace(I).Visible = True
Set c = ChartSpace(I).Constants
Set ChartSpace(I).DataSource = Spreadsheet.object
ChartSpace(I).Charts.Add
ChartSpace(I).Charts(0).Type = c.chChartTypeLine
ChartSpace(I).Charts(0).Axes.Delete (0)
ChartSpace(I).Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "a2:a10"
Next I
ChartSpace(0).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "b1:c1"
ChartSpace(1).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "d1:e1"
ChartSpace(2).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "f1:g1"
ChartSpace(3).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "h1:i1"
ChartSpace(4).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "j1:k1"
ChartSpace(5).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "l1:m1"
ChartSpace(6).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "n1:o1"
ChartSpace(7).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "p1:q1"
ChartSpace(8).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "r1:s1"
ChartSpace(9).Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "t1:u1"
For I = 0 To 9
ChartSpace(I).Visible = False
Next I
ChartSpace1.Visible = False
mnuSalvareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
mnuAfisareNumar.Checked = True
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrPressed
mnuAfisareCozi.Checked = False
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrUnpressed
mnuGraficSemafoare.Checked = False
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrUnpressed
mnuGraficeCozi.Checked = False
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrUnpressed
mnuOptimizareAutomata.Checked = False
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrUnpressed
DateComparatii = False
AfisareNumar = True
AfisareCozi = False
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
mnuStop.Enabled = False
btnStop.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = False
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = False
Next Ii
For Ii = 0 To 5
VScrollVerde(Ii) = Verde(Ii).Text
Rosu(Ii).Enabled = False
Next Ii
FormLoad = True
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim M1, M2, M3 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada(0) = 250 / 5
MaxCoada(1) = 250 / 5
MaxCoada(2) = 350 / 5
MaxCoada(3) = 350 / 5
MaxCoada(4) = 100 / 5
MaxCoada(5) = 560 / 5
MaxCoada(6) = 560 / 5
MaxCoada(7) = 100 / 5
MaxCoada(8) = 560 / 5
MaxCoada(9) = 560 / 5
For I = 0 To 9
M(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P(I) = Vehicule(I).Text / Rap
Next I
Minus(0) = 0.2
Minus(1) = 0.33
Minus(2) = 0.19
Minus(3) = 0.14
Minus(4) = 0.6
Minus(5) = 0.66
Minus(6) = 0.19
Minus(7) = 0.1
Minus(8) = 0.5
Minus(9) = 0.24
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp = 0
End If
End If
mnuIncarcareSetari.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(1).Enabled = False
mnuSalvareSetari.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(2).Enabled = False
mnuIncarcareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(3).Enabled = False
mnuSalvareComparatii.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
mnuStart.Enabled = False
btnStart.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = False
mnuPauza.Enabled = True
btnPauza.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = True
mnuStop.Enabled = True
btnStop.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = True
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = False
Next Ii
Option1.Enabled = False
Option2.Enabled = False
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
mnuIncarcareSetari.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(1).Enabled = True
mnuSalvareSetari.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(2).Enabled = True
mnuIncarcareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(3).Enabled = True
mnuSalvareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
mnuStart.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(6).Enabled = True
mnuPauza.Enabled = False
btnPauza.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(7).Enabled = False
mnuStop.Enabled = False
btnStop.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(8).Enabled = False
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Enabled = True
Next Ii
Option1.Enabled = True
Option2.Enabled = True
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu = 1
Text6.Text = 1
End Sub
Private Sub Galben_Change(Index As Integer)
If FormLoad = True Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End If
End Sub
Private Sub mnuAfisareCozi_Click()
mnuAfisareCozi.Checked = Not (mnuAfisareCozi.Checked)
AfisareCozi = mnuAfisareCozi.Checked
If AfisareCozi = True Then
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = True
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(12).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 9
Shape(Ii).Visible = False
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuAfisareNumar_Click()
mnuAfisareNumar.Checked = Not (mnuAfisareNumar.Checked)
AfisareNumar = mnuAfisareNumar.Checked
If AfisareNumar = True Then
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 9
Masini(Ii).Visible = True
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(11).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 9
Masini(Ii).Visible = False
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuGenerareComparatii_Click()
Dim I As Integer
Dim Coef As Double
Dim TimpAux As Integer
Dim NrCicluAux As Integer
Dim MAux(9) As Double
Dim RapAux As Integer
Dim PAux(11) As Double
Dim PlusAux(9) As Double
Dim MinusAux(9) As Double
Dim Coef As Double
Dim Ii As Integer
Dim Jj As Integer
If DateComparatii = True Then
q = MsgBox("Doriti suprascrierea datelor existente?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (DateComparatii = False) Or ((DateComparatii = True) And (q = 6)) Then
If Option1.Value = True Then
RapAux = TimpTotal
Else
RapAux = 3600
End If
For I = 0 To 11
PAux(I) = Vehicule(I).Text / RapAux
Next I
Minus(0) = 0.2
Minus(1) = 0.33
Minus(2) = 0.19
Minus(3) = 0.14
Minus(4) = 0.6
Minus(5) = 0.66
Minus(6) = 0.19
Minus(7) = 0.1
Minus(8) = 0.5
Minus(9) = 0.24
TimpAux = 0
NrCicluAux = 1
While NrCicluAux < 501
TimpAux = TimpAux + 1
If TimpAux > TimpTotal Then
TimpAux = 1
NrCicluAux = NrCicluAux + 1
End If
If TimpAux = TimpCoada0 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 1) = NrCicluAux
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 3) = MAux(0)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 5) = MAux(1)
End If
If TimpAux = TimpCoada1 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 7) = MAux(2)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 9) = MAux(3)
End If
If TimpAux = TimpCoada2 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 11) = MAux(5)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 13) = MAux(6)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 15) = MAux(8)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 17) = MAux(9)
End If
If TimpAux = TimpCoada3 Then
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 19) = MAux(4)
SpreadsheetComparatii.Cells(NrCicluAux + 1, 21) = MAux(7)
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(0) = PAux(0) + (PAux(1) + MAux(1) + PAux(2) – MAux(0) – PAux(0)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(1) = PAux(2) + (PAux(1) – MAux(1) – PAux(2) + MAux(0) + PAux(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(2) = PAux(3) + (PAux(4) + MAux(3) + PAux(5) – MAux(2) – PAux(3)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(3) = PAux(5) + (PAux(4) – MAux(3) – PAux(5) + MAux(2) + PAux(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(4) = PAux(6)
PlusAux(5) = (PAux(7) – MAux(5) + PAux(8) + MAux(6)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(6) = PAux(8) + (PAux(7) – PAux(8) – MAux(6) + MAux(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
PlusAux(7) = PAux(9)
PlusAux(8) = (PAux(10) – MAux(8) + PAux(11) + MAux(9)) * (1 + Coef) / 2
PlusAux(9) = PAux(11) + (PAux(10) – MAux(9) – PAux(11) + MAux(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
PlusAux(I) = PlusAux(I) + Random(PlusAux(I))
Next I
If (Semafoare(0, TimpAux) = 1) Then
MAux(0) = MAux(0) – MinusAux(0)
MAux(1) = MAux(1) – MinusAux(1)
End If
If (Semafoare(1, TimpAux) = 1) Then
MAux(2) = MAux(2) – MinusAux(2)
MAux(3) = MAux(3) – MinusAux(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = 1) Then
MAux(4) = MAux(4) – MinusAux(4)
End If
If (Semafoare(3, TimpAux) = 1) Then
MAux(5) = MAux(5) – MinusAux(5)
MAux(6) = MAux(6) – MinusAux(6)
End If
If (Semafoare(4, TimpAux) = 1) Then
MAux(7) = MAux(7) – MinusAux(7)
End If
If (Semafoare(5, TimpAux) = 1) Then
MAux(8) = MAux(8) – MinusAux(8)
MAux(9) = MAux(9) – MinusAux(9)
End If
For I = 0 To 9
MAux(I) = MAux(I) + PlusAux(I)
Next I
For I = 0 To 9
If MAux(I) < 0 Then MAux(I) = 0
Next I
Wend
For Ii = 1 To 21 Step 2
For Jj = 1 To 500
Spreadsheet1.Cells(Jj, Ii) = SpreadsheetComparatii.Cells(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuGraficeCozi_Click()
mnuGraficeCozi.Checked = Not (mnuGraficeCozi.Checked)
For Ii = 0 To 9
ChartSpace(Ii).Visible = mnuGraficeCozi.Checked
Next Ii
If mnuGraficeCozi.Checked = True Then
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrPressed
Else
Toolbar1.Buttons(14).Value = tbrUnpressed
End If
End Sub
Private Sub mnuGraficSemafoare_Click()
mnuGraficSemafoare.Checked = Not (mnuGraficSemafoare.Checked)
ChartSpace1.Visible = mnuGraficSemafoare.Checked
If mnuGraficSemafoare.Checked = True Then
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrPressed
Else
Toolbar1.Buttons(13).Value = tbrUnpressed
End If
End Sub
Private Sub mnuIesire_Click()
Call Command1_Click
End Sub
Private Sub mnuIncarcareComparatii_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului cu date comparatii:"
CommonDialog1.DefaultExt = "xls"
CommonDialog1.FileName = "*.xls"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.xls" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q = "" Then
qq = MsgBox("Fisierul nu exista! ", vbOKOnly & vbCritical, "Atentie")
Else
SpreadsheetComparatii.XMLURL = Ss
SpreadsheetComparatii.Refresh
Actualizare_Grafice (0)
DateComparatii = True
Gata = True
mnuSalvareComparatii.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
For Ii = 1 To 21 Step 2
For Jj = 1 To 500
Spreadsheet1.Cells(Jj, Ii) = SpreadsheetComparatii.Cells(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
qq = MsgBox("Datele au fost incarcare", vbOKOnly & vbInformation, "Date incarcate")
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuIncarcareSetari_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Dim VectAux(24) As String
Dim DateValide As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului cu date:"
CommonDialog1.DefaultExt = "pds"
CommonDialog1.FileName = "*.pds"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.pds" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q = "" Then
qq = MsgBox("Fisierul nu exista! ", vbOKOnly & vbCritical, "Atentie")
Else
Open Ss For Input As 1
For Ii = 0 To 24
Input #1, VectAux(Ii)
Next Ii
Close #1
DateValide = True
For Ii = 0 To 23
If (VectAux(Ii) <> Val(VectAux(Ii))) Then
DateValide = False
End If
Next Ii
If (VectAux(24) <> "#TRUE#") And (VectAux(24) <> "#FALSE#") Then
DateValide = False
End If
If DateValide = False Then
qqq = MsgBox("Eroare date fisier", vbOKOnly & vbCritical, "EROARE!!")
Else
For Ii = 0 To 11
Vehicule(Ii).Text = VectAux(Ii)
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Text = VectAux(Ii + 12)
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Galben(Ii).Text = VectAux(Ii + 18)
Next Ii
If VectAux(24) = "#FALSE" Then
Option1.Value = False
Option2.Value = True
Else
Option1.Value = True
Option2.Value = False
End If
qqq = MsgBox("Datele au fost incarcare", vbOKOnly & vbInformation, "Date incarcate")
End If
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuOptimizareAutomata_Click()
mnuOptimizareAutomata.Checked = Not (mnuOptimizareAutomata.Checked)
Automat = mnuOptimizareAutomata.Checked
If mnuOptimizareAutomata.Checked = True Then
Modificare = False
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrPressed
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Enabled = False
Galben(Ii).Enabled = False
VScrollVerde(Ii).Enabled = False
Next Ii
Else
Toolbar1.Buttons(15).Value = tbrUnpressed
For Ii = 0 To 5
Verde(Ii).Enabled = True
Galben(Ii).Enabled = True
VScrollVerde(Ii).Enabled = True
Next Ii
End If
End Sub
Private Sub mnuPauza_Click()
Call btnPauza_Click
End Sub
Private Sub mnuSalvareComparatii_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului in care se salveaza:"
CommonDialog1.DefaultExt = "xls"
CommonDialog1.FileName = "*.xls"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.xls" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q <> "" Then
qq = MsgBox("Fisierul exista! Doriti suprascrierea?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (q = "") Or ((q <> "") And (qq = 6)) Then
Call SpreadsheetComparatii.Export(Ss, ssExportActionNone, ssExportXMLSpreadsheet)
q = MsgBox("Salvare efectuata", vbOKOnly)
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuSalvareSetari_Click()
Dim Ss As String
Dim Gata As Boolean
Gata = False
While Gata = False
CommonDialog1.DialogTitle = "Numele fisierului in care se salveaza:"
CommonDialog1.DefaultExt = "pds"
CommonDialog1.FileName = "*.pds"
CommonDialog1.InitDir = App.Path
CommonDialog1.ShowOpen
Ss = CommonDialog1.FileName
If Ss <> "*.pds" Then
q = Dir(CommonDialog1.FileName)
If q <> "" Then
qq = MsgBox("Fisierul exista! Doriti suprascrierea?", vbYesNo, "Atentie")
End If
If (q = "") Or ((q <> "") And (qq = 6)) Then
Open Ss For Output As 1
For Ii = 0 To 11
Write #1, Vehicule(Ii).Text
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Write #1, Verde(Ii).Text
Next Ii
For Ii = 0 To 5
Write #1, Galben(Ii).Text
Next Ii
Write #1, Option1.Value
Close #1
q = MsgBox("Salvare efectuata", vbOKOnly)
Gata = True
End If
Else
Gata = True
End If
Wend
End Sub
Private Sub mnuStart_Click()
Call btnStart_Click
End Sub
Private Sub mnuStop_Click()
Call btnStop_Click
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Dim Vi1 As Integer
Dim Vi2 As Integer
Dim Vi3 As Integer
Dim Vi4 As Integer
Dim Tvi1 As Integer
Dim Tvi2 As Integer
Dim Tvi3 As Integer
Dim Tvi4 As Integer
Dim Coada1 As Integer
Dim Coada2 As Integer
Dim Coada3 As Integer
Dim Coada4 As Integer
Dim Vs1 As Double
Dim Vs2 As Double
Dim Vs3 As Double
Dim Vs4 As Double
Dim Ve1 As Integer
Dim Ve2 As Integer
Dim Ve3 As Integer
Dim Ve4 As Integer
Dim Vc1 As Integer
Dim Vc2 As Integer
Dim Vc3 As Integer
Dim Vc4 As Integer
Dim Vn1 As Integer
Dim Vn2 As Integer
Dim Vn3 As Integer
Dim Vn4 As Integer
Dim Tvf1 As Integer
Dim Tvf2 As Integer
Dim Tvf3 As Integer
Dim Tvf4 As Integer
Dim Ciclu As Integer
Dim Pc As Double
Dim Aux1 As Double
Dim Veh(11) As Integer
Timp = Timp + 1
TextTimp.Text = Timp
If Timp > TimpTotal Then
Timp = 1
NrCiclu = NrCiclu + 1
Modificare = False
Text6.Text = NrCiclu
End If
If Timp = TimpCoada0 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 3) = M(0)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 5) = M(1)
End If
If Timp = TimpCoada1 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 7) = M(2)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 9) = M(3)
End If
If Timp = TimpCoada2 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 13) = M(5)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 15) = M(6)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 19) = M(8)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 21) = M(9)
End If
If Timp = TimpCoada3 Then
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 11) = M(4)
Spreadsheet.Cells(NrCiclu + 1, 17) = M(7)
End If
Call Actualizare_Grafice(NrCiclu)
If (Automat = True) And (Modificare = False) Then
Ciclu = TimpTotal
For I = 0 To 11
Veh(I) = Int(Vehicule(I).Text)
Next I
Tv1 = Verde(0)
Coada1 = MaxCoada(0) * 2
If (Veh(0) + Veh(1) / 2) > (Veh(1) / 2 + Veh(2)) Then
Vi1 = Veh(0) + Veh(1) / 2
Vs1 = Minus(0)
Else
Vi1 = Veh(1) / 2 + Veh(2)
Vs1 = Minus(1)
End If
Ve1 = Tvi1 * 3600 * Vs1 / Ciclu
Vc1 = Coada1 / 5
Vn1 = Vi1 – Vc1
Tvf1 = Vn1 / (3600 * Vs1) * Ciclu
Tv2 = Verde(1)
Coada2 = MaxCoada(2) * 2
If (Veh(3) + Veh(4) / 2) > (Veh(4) / 2 + Veh(5)) Then
Vi2 = Veh(3) + Veh(4) / 2
Vs2 = Minus(2)
Else
Vi2 = Veh(4) / 2 + Veh(5)
Vs2 = Minus(3)
End If
Ve2 = Tvi2 * 3600 * Vs2 / Ciclu
Vc2 = Coada2 / 5
Vn2 = Vi2 – Vc2
Tvf2 = Vn2 / (3600 * Vs2) * Ciclu
Tv3 = Verde(3)
If (Veh(7) + Veh(8)) > (Veh(10) + Veh(11)) Then
Vi3 = Veh(7) + Veh(8)
Coada3 = MaxCoada(5) * 3
Vs3 = (Veh(7) * Minus(5) + Veh(8) * Minus(6)) / (Veh(7) + Veh(8))
Else
Vi3 = Veh(10) + Veh(11)
Coada3 = MaxCoada(8) * 3
Vs3 = (Veh(10) * Minus(8) + Veh(11) * Minus(9)) / (Veh(10) + Veh(11))
End If
Ve3 = Tvi3 * 3600 * Vs3 / Ciclu
Vc3 = Coada3 / 5
Vn3 = Vi3 – Vc3
Tvf3 = Vn3 / (3600 * Vs3) * Ciclu
Tv4 = Verde(2)
Coada4 = MaxCoada(4)
If (Veh(6)) > (Veh(9)) Then
Vi4 = Veh(6)
Vs4 = Minus(4)
Else
Vi4 = Veh(9)
Vs4 = Minus(7)
End If
Ve4 = Tvi4 * 3600 * Vs4 / Ciclu
Vc4 = Coada4 / 5
Vn4 = Vi4 – Vc4
Tvf4 = Vn4 / (3600 * Vs4) * Ciclu
If (Vn1 > Vn2) Then
Aux1 = Vn1 / Vs1 + Vn3 / Vs3 + Vn4 / Vs4
If (Aux1 < 3195) Or (Aux1 > 3384) Then
Pc = 3276 / Aux1
Tvf1 = Round(Pc * Tvf1, 0)
Tvf3 = Round(Pc * Tvf3, 0)
Tvf4 = Round(Pc * Tvf4, 0)
Tvf2 = Tvf1 – 4
End If
Else
Aux1 = Vn2 / Vs2 + Vn3 / Vs3 + Vn4 / Vs4
If (Aux1 < 3195) Or (Aux1 > 3384) Then
Pc = 3276 / Aux1
Tvf2 = Round(Pc * Tvf2, 0)
Tvf3 = Round(Pc * Tvf3, 0)
Tvf4 = Round(Pc * Tvf4, 0)
Tvf1 = Tvf2 – 4
End If
End If
Verde(0).Text = Tvf1
Verde(1).Text = Tvf2
Verde(2).Text = Tvf4
Verde(3).Text = Tvf3
Verde(4).Text = Tvf4
Verde(5).Text = Tvf3
Modificare = True
End If
If Modificare = True Then
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
Modificare = False
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(0) = P(0) + (P(1) + M(1) + P(2) – M(0) – P(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus(1) = P(2) + (P(1) – M(1) – P(2) + M(0) + P(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(2) = P(3) + (P(4) + M(3) + P(5) – M(2) – P(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus(3) = P(5) + (P(4) – M(3) – P(5) + M(2) + P(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(4) = P(6)
Plus(5) = (P(7) – M(5) + P(8) + M(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus(6) = P(8) + (P(7) – P(8) – M(6) + M(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(7) = P(9)
Plus(8) = (P(10) – M(8) + P(11) + M(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus(9) = P(11) + (P(10) – M(9) – P(11) + M(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus(I) = Plus(I) + Random(Plus(I))
Next I
If (Semafoare(0, Timp) = -1) Or (Semafoare(0, Timp) = 0) Then
M(0) = M(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) + Plus(1)
Else
M(0) = M(0) – Minus(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) – Minus(1) + Plus(1)
End If
If (Semafoare(1, Timp) = -1) Or (Semafoare(1, Timp) = 0) Then
M(2) = M(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) + Plus(3)
Else
M(2) = M(2) – Minus(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) – Minus(3) + Plus(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = -1) Or (Semafoare(2, Timp) = 0) Then
M(4) = M(4) + Plus(4)
Else
M(4) = M(4) – Minus(4) + Plus(4)
End If
If (Semafoare(3, Timp) = -1) Or (Semafoare(3, Timp) = 0) Then
M(5) = M(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) + Plus(6)
Else
M(5) = M(5) – Minus(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) – Minus(6) + Plus(6)
End If
If (Semafoare(4, Timp) = -1) Or (Semafoare(4, Timp) = 0) Then
M(7) = M(7) + Plus(7)
Else
M(7) = M(7) – Minus(7) + Plus(7)
End If
If (Semafoare(5, Timp) = -1) Or (Semafoare(5, Timp) = 0) Then
M(8) = M(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) + Plus(9)
Else
M(8) = M(8) – Minus(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) – Minus(9) + Plus(9)
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare(I, Timp) = -1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 0 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0 Then M(I) = 0
Masini(I).Caption = Round(M(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0.4 * MaxCoada(I) Then
Masini(I).ForeColor = &H118111
Shape(I).FillColor = &HC0FFC0
Else
If M(I) < 0.7 * MaxCoada(I) Then
Masini(I).ForeColor = &H11BBBB
Shape(I).FillColor = &HC0FFFF
Else
Masini(I).ForeColor = &H1111C0
Shape(I).FillColor = &H8080FF
End If
End If
Next I
For I = 0 To 3
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Height = M(I) * (2535 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Height = 2535
End If
Next I
Shape(2).Top = 4935 – Shape(2).Height
Shape(3).Top = 4935 – Shape(3).Height
If M(4) < MaxCoada(4) Then
Shape(4).Width = M(4) * (735 / MaxCoada(4))
Else
Shape(4).Width = 735
End If
Shape(4).Left = 6255 – Shape(4).Width
For I = 5 To 6
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Width = M(I) * (3135 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Width = 3135
End If
Next I
Shape(5).Left = 6255 – Shape(5).Width
Shape(6).Left = 6255 – Shape(6).Width
If M(7) < MaxCoada(7) Then
Shape(7).Width = M(7) * (735 / MaxCoada(7))
Else
Shape(7).Width = 735
End If
For I = 8 To 9
If M(I) < MaxCoada(I) Then
Shape(I).Width = M(I) * (3135 / MaxCoada(I))
Else
Shape(I).Width = 3135
End If
Next I
End Sub
Private Sub Toolbar1_ButtonClick(ByVal Button As MSComctlLib.Button)
Select Case Button.Index
Case 1
Call mnuIncarcareSetari_Click
Case 2
Call mnuSalvareSetari_Click
Case 3
Call mnuIncarcareComparatii_Click
Case 4
Call mnuSalvareComparatii_Click
Case 6
Call mnuStart_Click
Case 7
Call mnuPauza_Click
Case 8
Call mnuStop_Click
Case 9
Call mnuGenerareComparatii_Click
Case 11
Call mnuAfisareNumar_Click
Case 12
Call mnuAfisareCozi_Click
Case 13
Call mnuGraficSemafoare_Click
Case 14
Call mnuGraficeCozi_Click
Case 15
Call mnuOptimizareAutomata_Click
Case 17
Call mnuIesire_Click
End Select
End Sub
Private Sub Verde_Change(Index As Integer)
If FormLoad = True Then
VScrollVerde(Index).Value = Verde(Index).Text
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End If
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde_Change(Index As Integer)
Verde(Index) = VScrollVerde(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde(4) = VScrollVerde(2).Value
VScrollVerde(4).Value = VScrollVerde(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde(2) = VScrollVerde(4).Value
VScrollVerde(2).Value = VScrollVerde(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde(5) = VScrollVerde(3).Value
VScrollVerde(5).Value = VScrollVerde(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde(3) = VScrollVerde(5).Value
VScrollVerde(3).Value = VScrollVerde(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
Call Actualizare_Grafic
End Sub
I. 3. Modulul de corelație
Const FAS1 = 0.8
Const FAD1 = 0.9
Const FAI1 = 1
Const FAS2 = 0.8
Const FAD2 = 0.9
Const FAI2 = 1
Const T50 = 5
Dim Timp1 As Integer
Dim NrCiclu1 As Integer
Dim TimpTotal1 As Integer
Dim Timp2 As Integer
Dim NrCiclu2 As Integer
Dim TimpTotal2 As Integer
Dim M1(9) As Double
Dim P1(11) As Double
Dim Plus1(9) As Double
Dim Minus1(9) As Double
Dim MaxCoada1(9) As Double
Dim M2(9) As Double
Dim P2(11) As Double
Dim Plus2(9) As Double
Dim Minus2(9) As Double
Dim MaxCoada2(9) As Double
Dim V1(5) As Integer
Dim G1(5) As Integer
Dim V2(5) As Integer
Dim G2(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare1(5, 150) As Integer
Dim Semafoare2(5, 150) As Integer
Dim Distanta As Integer
Dim Diferenta As Integer
Dim Pauza As Boolean
Dim Veh(3, 150) As Double
Dim IndexVector12 As Integer
Dim IndexVector21 As Integer
Dim VehIndex As Integer
Dim Vehicule1I(11) As Double
Dim Vehicule2I(11) As Double
Dim TimpRosuDirect As Integer
Dim TimpRosuViraj As Integer
Dim ModSemafor1 As Integer
Dim SpreadsheetIndex As Integer
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Jj As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Max1 As Integer
Dim Min As Integer
Dim a50 As Double
Dim X1 As Double
Dim X2 As Double
Dim T2 As Double
For Ii = 0 To 5
V1(Ii) = Verde1(Ii).Text
VScrollVerde1(Ii).Value = V1(Ii)
G1(Ii) = Galben1(Ii).Text
Next Ii
If V1(0) > V1(1) Then
Max1 = V1(0) + G1(0)
Min = V1(1)
Sem = 1
Else
Max1 = V1(1) + G1(1)
Min = V1(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare1(0, Ii) = 1
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G1(0)
Semafoare1(0, Ii) = 0
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G1(0) + 1 To V1(1)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V1(1) + 1 To V1(1) + G1(1)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G1(1)
Semafoare1(1, Ii) = 0
Semafoare1(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G1(1) + 1 To V1(0)
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V1(0) + 1 To V1(0) + G1(0)
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare1(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max1 + 1 To Max1 + V1(3)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = -1
Semafoare1(3, Ii) = 1
Semafoare1(4, Ii) = -1
Semafoare1(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = -1
Semafoare1(3, Ii) = 0
Semafoare1(4, Ii) = -1
Semafoare1(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + G1(3) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = 1
Semafoare1(3, Ii) = -1
Semafoare1(4, Ii) = 1
Semafoare1(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + 1 To Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + G1(2)
Semafoare1(0, Ii) = -1
Semafoare1(1, Ii) = -1
Semafoare1(2, Ii) = 0
Semafoare1(3, Ii) = -1
Semafoare1(4, Ii) = 0
Semafoare1(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal1 = Max1 + V1(3) + G1(3) + V1(2) + G1(2)
For Ii = 0 To 5
V2(Ii) = Verde2(Ii).Text
VScrollVerde2(Ii).Value = V2(Ii)
G2(Ii) = Galben2(Ii).Text
Next Ii
If V2(0) > V2(1) Then
Max = V2(0) + G2(0)
Min = V2(1)
Sem = 1
Else
Max = V2(1) + G2(1)
Min = V2(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare2(0, Ii) = 1
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G2(0)
Semafoare2(0, Ii) = 0
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G2(0) + 1 To V2(1)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V2(1) + 1 To V2(1) + G2(1)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G2(1)
Semafoare2(1, Ii) = 0
Semafoare2(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G2(1) + 1 To V2(0)
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V2(0) + 1 To V2(0) + G2(0)
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V2(3)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = -1
Semafoare2(3, Ii) = 1
Semafoare2(4, Ii) = -1
Semafoare2(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + 1 To Max + V2(3) + G2(3)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = -1
Semafoare2(3, Ii) = 0
Semafoare2(4, Ii) = -1
Semafoare2(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + G2(3) + 1 To Max + V2(3) + G2(3) + V2(2)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = 1
Semafoare2(3, Ii) = -1
Semafoare2(4, Ii) = 1
Semafoare2(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + 1 To Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + G2(2)
Semafoare2(0, Ii) = -1
Semafoare2(1, Ii) = -1
Semafoare2(2, Ii) = 0
Semafoare2(3, Ii) = -1
Semafoare2(4, Ii) = 0
Semafoare2(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal2 = Max + V2(3) + G2(3) + V2(2) + G2(2)
TextTotalCiclu2.Text = TimpTotal2
If (TimpRosuViraj > 0) Then
For Ii = Max1 – G1(1) + 1 – TimpRosuViraj To Max1
Semafoare1(0, Ii) = Semafoare1(0, Ii + TimpRosuViraj)
Semafoare1(1, Ii) = Semafoare1(1, Ii + TimpRosuViraj)
Next Ii
End If
If (TimpRosuDirect > 0) Then
For Ii = Max1 + V1(3) + 1 – TimpRosuViraj To Max1 + V1(3) + G1(3)
Semafoare1(3, Ii) = Semafoare1(3, Ii + TimpRosuViraj)
Semafoare1(5, Ii) = Semafoare1(5, Ii + TimpRosuViraj)
Next Ii
End If
TextTotalCiclu1.Text = TimpTotal1
a50 = 50 / T50
X1 = a50 * T50 * T50 / 2
X2 = Distanta – X1
T2 = 50 / X2
Diferenta = Round(T50 + T2, 0) + Max1 – Max + 3
Textdiferenta.Text = Diferenta
If Diferenta >= 0 Then
For Ii = 1 To Diferenta
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, TimpTotal2 + Ii) = Semafoare2(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
For Ii = 1 To TimpTotal2
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = Semafoare2(Jj, Ii + Diferenta)
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = TimpTotal2 To 1 Step -1
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii + Abs(Diferenta)) = Semafoare2(Jj, Ii)
Next Jj
Next Ii
For Ii = 1 To Abs(Diferenta)
For Jj = 0 To 5
Semafoare2(Jj, Ii) = Semafoare2(Jj, TimpTotal2 + Ii)
Next Jj
Next Ii
End If
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Corelatie.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Vehicule1(0).Text = 20 * 4
Vehicule1(1).Text = 652 * 4
Vehicule1(2).Text = 54 * 4
Vehicule1(3).Text = 220 * 4
Vehicule1(4).Text = 512 * 4
Vehicule1(5).Text = 88 * 4
Vehicule1(6).Text = 56 * 4
Vehicule1(7).Text = 1348 * 4
Vehicule1(8).Text = 324 * 4
Vehicule1(9).Text = 208 * 4
Vehicule1(10).Text = 1256 * 4
Vehicule1(11).Text = 24 * 4
Verde1(0).Text = 20
Verde1(1).Text = 30
Verde1(2).Text = 13
Verde1(3).Text = 35
Verde1(4).Text = 13
Verde1(5).Text = 35
Galben1(0).Text = 3
Galben1(1).Text = 3
Galben1(2).Text = 3
Galben1(3).Text = 3
Galben1(4).Text = 3
Galben1(5).Text = 3
Start1(0).Text = 1
Start1(1).Text = 1
Start1(2).Text = 3
Start1(3).Text = 2
Start1(4).Text = 3
Start1(5).Text = 2
Vehicule2(0).Text = 0 * 4
Vehicule2(1).Text = 612 * 4
Vehicule2(2).Text = 24 * 4
Vehicule2(3).Text = 220 * 4
Vehicule2(4).Text = 512 * 4
Vehicule2(5).Text = 88 * 4
Vehicule2(6).Text = 56 * 4
Vehicule2(7).Text = 1148 * 4
Vehicule2(8).Text = 324 * 4
Vehicule2(9).Text = 208 * 4
Vehicule2(10).Text = 1256 * 4
Vehicule2(11).Text = 24 * 4
Verde2(0).Text = 20
Verde2(1).Text = 30
Verde2(2).Text = 13
Verde2(3).Text = 35
Verde2(4).Text = 13
Verde2(5).Text = 35
Galben2(0).Text = 3
Galben2(1).Text = 3
Galben2(2).Text = 3
Galben2(3).Text = 3
Galben2(4).Text = 3
Galben2(5).Text = 3
Start2(0).Text = 1
Start2(1).Text = 1
Start2(2).Text = 3
Start2(3).Text = 2
Start2(4).Text = 3
Start2(5).Text = 2
Option2.Value = True
Merge = False
Pauza = False
IndexVector12 = 1
Set c = ChartSpace1.Constants
Set ChartSpace1.DataSource = Spreadsheet1.object
ChartSpace1.Charts.Add
ChartSpace1.Charts(0).Type = c.chChartTypeLine
ChartSpace1.Charts(0).Axes.Delete (0)
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimSeriesNames, 0, "b1"
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, "a2:a100"
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, "b2:b100"
SpreadsheetIndex = 2
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
For Ii = 0 To 11
Vehicule1I(Ii) = Int(Vehicule1(Ii).Text)
Vehicule2I(Ii) = Int(Vehicule2(Ii).Text)
Next Ii
For Ii = 0 To 87
Veh(0, Ii) = 0
Veh(1, Ii) = 0
Veh(2, Ii) = 0
Veh(3, Ii) = 0
Textveh(Ii).Text = 0
Next Ii
Timp1 = 0
NrCiclu1 = 1
Ciclu1 = NrCiclu1
Timp2 = 0
NrCiclu2 = 1
Ciclu2 = NrCiclu2
Distanta = Dist.Text
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 0
ModSemafor1 = 0
Call Initializare_Semafoare
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada1(0) = Vehicule1I(0) + Vehicule1I(1) / 2
MaxCoada1(1) = Vehicule1I(2) + Vehicule1I(1) / 2
MaxCoada1(2) = Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4) / 2
MaxCoada1(3) = Vehicule1I(5) + Vehicule1I(4) / 2
MaxCoada1(4) = Vehicule1I(6)
MaxCoada1(5) = Vehicule1I(7) * 3 / 4
MaxCoada1(6) = Vehicule1I(8) + Vehicule1I(7) / 4
MaxCoada1(7) = Vehicule1I(9)
MaxCoada1(8) = Vehicule1I(10) * 3 / 4
MaxCoada1(9) = Vehicule1I(11) + Vehicule1I(10) / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada1(I) = MaxCoada1(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M1(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P1(I) = Vehicule1I(I) / Rap
Next I
Minus1(0) = 0.9
Minus1(1) = 1.35
Minus1(2) = 0.9
Minus1(3) = 1.35
Minus1(4) = 1
Minus1(5) = 1.6
Minus1(6) = 1.35
Minus1(7) = 1
Minus1(8) = 1.6
Minus1(9) = 1.35
For I = 0 To 5
Rosu1(I).Text = TimpTotal1 – V1(I) – G1(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp1 = 0
End If
MaxCoada2(0) = Vehicule2I(0) + Vehicule2I(1) / 2
MaxCoada2(1) = Vehicule2I(2) + Vehicule2I(1) / 2
MaxCoada2(2) = Vehicule2I(3) + Vehicule2I(4) / 2
MaxCoada2(3) = Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4) / 2
MaxCoada2(4) = Vehicule2I(6)
MaxCoada2(5) = Vehicule2I(7) * 3 / 4
MaxCoada2(6) = Vehicule2I(8) + Vehicule2I(7) / 4
MaxCoada2(7) = Vehicule2I(9)
MaxCoada2(8) = Vehicule2I(10) * 3 / 4
MaxCoada2(9) = Vehicule2I(11) + Vehicule2I(10) / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada2(I) = MaxCoada2(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M2(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P2(I) = Vehicule2I(I) / Rap
Next I
Minus2(0) = 1.6
Minus2(1) = 1.35
Minus2(2) = 0.9
Minus2(3) = 1.35
Minus2(4) = 1
Minus2(5) = 1.6
Minus2(6) = 1.35
Minus2(7) = 1
Minus2(8) = 1.6
Minus2(9) = 1.35
For I = 0 To 5
Rosu2(I).Text = TimpTotal2 – V2(I) – G2(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp2 = 0
End If
Dist.Enabled = False
End If
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
btnStart.Enabled = False
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = False
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu1 = 1
Ciclu1.Text = 1
NrCiclu2 = 1
Ciclu2.Text = 1
Dist.Enabled = True
btnStart.Enabled = True
Toolbar1.Buttons(4).Enabled = True
End Sub
Private Sub mnuCitire_Click()
End Sub
Private Sub mnuGrafic_Click()
If mnuGrafic.Checked = True Then
ChartSpace1.Visible = False
Toolbar1.Buttons(8).Value = tbrUnpressed
mnuGrafic.Checked = False
Else
ChartSpace1.Visible = True
Toolbar1.Buttons(8).Value = tbrPressed
mnuGrafic.Checked = True
End If
End Sub
Private Sub mnuPauza_Click()
Call btnPauza_Click
End Sub
Private Sub mnuSalvare_Click()
End Sub
Private Sub mnuStart_Click()
Call btnStart_Click
End Sub
Private Sub mnuStop_Click()
Call btnStop_Click
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Dim Aux As Double
Timp1 = Timp1 + 1
TextTimp1.Text = Timp1
If Timp1 > TimpTotal1 Then
Timp1 = 1
NrCiclu1 = NrCiclu1 + 1
Ciclu1.Text = NrCiclu1
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(0) = P1(0) + (P1(1) + M1(1) + P1(2) – M1(0) – P1(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(1) = P1(2) + (P1(1) – M1(1) – P1(2) + M1(0) + P1(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(2) = P1(3) + (P1(4) + M1(3) + P1(5) – M1(2) – P1(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(3) = P1(5) + (P1(4) – M1(3) – P1(5) + M1(2) + P1(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(4) = P1(6)
Plus1(5) = (P1(7) – M1(5) + P1(8) + M1(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(6) = P1(8) + (P1(7) – P1(8) – M1(6) + M1(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus1(7) = P1(9)
If Diferenta > 0 Then
If (TimpTotal2 – Timp1) >= Diferenta Then
Plus1(8) = (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – M1(8) + Veh(3, Timp1 + Diferenta) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Timp1 + Diferenta) + (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – Veh(3, Timp1 + Diferenta) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
Else
Plus1(8) = (Veh(2, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – M1(8) + Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) + (Veh(2, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – Veh(3, Diferenta – TimpTotal2 + Timp1) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
End If
Else
If (Timp1) >= Abs(Diferenta) Then
Plus1(8) = (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – M1(8) + Veh(3, Timp1 + Diferenta) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Timp1 + Diferenta) + (Veh(2, Timp1 + Diferenta) – Veh(3, Timp1 + Diferenta) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
Else
Plus1(8) = (Veh(2, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – M1(8) + Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) + M1(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus1(9) = Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) + (Veh(2, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – Veh(3, Abs(Diferenta) + TimpTotal2 – Timp1) – M1(9) + M1(8)) * (1 – Coef) / 2
End If
End If
For I = 0 To 9
Plus1(I) = Plus1(I) + Random(Plus1(I))
Next I
If (Semafoare1(0, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(0, Timp1) = 0) Then
M1(0) = M1(0) + Plus1(0)
M1(1) = M1(1) + Plus1(1)
Else
M1(0) = M1(0) – Minus1(0)
If M1(1) > Minus1(1) Then
M1(1) = M1(1) – Minus1(1)
Veh(0, Timp1) = Minus1(1) * (Vehicule1I(2) / (Vehicule1I(1) + Vehicule1I(2))) * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Minus1(1) * (Vehicule1I(2) / (Vehicule1I(1) + Vehicule1I(2))) * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
End If
If (Semafoare1(1, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(1, Timp1) = 0) Then
M1(2) = M1(2) + Plus1(2)
M1(3) = M1(3) + Plus1(3)
Else
If M1(2) > Minus1(2) Then
M1(2) = M1(2) – Minus1(2)
Veh(0, Timp1) = Minus1(2) * (Vehicule1I(3) / (Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4))) * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Minus1(2) * (Vehicule1I(3) / (Vehicule1I(3) + Vehicule1I(4))) * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
M1(3) = M1(3) – Minus1(3)
End If
If (Semafoare1(2, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(2, Timp1) = 0) Then
M1(4) = M1(4) + Plus1(4)
Else
M1(4) = M1(4) – Minus1(4)
End If
If (Semafoare1(3, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(3, Timp1) = 0) Then
M1(5) = M1(5) + Plus1(5)
M1(6) = M1(6) + Plus1(6)
Else
Aux = 0
If M1(5) > Minus1(5) Then
M1(5) = M1(5) – Minus1(5)
If M1(6) > Minus1(6) Then
Aux = Minus1(5) + Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
Else
Aux = Minus1(5)
End If
End If
If M1(6) > Minus1(6) Then
M1(6) = M1(6) – Minus1(6)
If M1(5) > Minus1(5) Then
Aux = Minus1(5) + Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
Else
Aux = Minus1(6) * Vehicule1I(7) / (Vehicule1I(7) + Vehicule1I(8))
End If
End If
Veh(0, Timp1) = Aux * (Vehicule2I(7) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Veh(1, Timp1) = Aux * (Vehicule2I(8) / (Vehicule2I(7) + Vehicule2I(8)))
Textveh(Timp1).Text = Veh(0, Timp1)
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
End If
If (Semafoare1(4, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(4, Timp1) = 0) Then
M1(7) = M1(7) + Plus1(7)
Else
M1(7) = M1(7) – Minus1(7)
End If
If (Semafoare1(5, Timp1) = -1) Or (Semafoare1(5, Timp1) = 0) Then
M1(8) = M1(8) + Plus1(8)
M1(9) = M1(9) + Plus1(9)
Else
M1(8) = M1(8) – Minus1(8)
M1(9) = M1(9) – Minus1(9)
End If
Textveh(Timp1).BackColor = &H11FF11
For I = 0 To 5
If Semafoare1(I, Timp1) = -1 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare1(I, Timp1) = 0 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare1(I, Timp1) = 1 Then Semafor1(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M1(I) < 0 Then M1(I) = 0
Masini1(I).Caption = Round(M1(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M1(I) < 4 * MaxCoada1(I) * TimpTotal1 Then
Masini1(I).ForeColor = &H118111
Else
If M1(I) < 6 * MaxCoada1(I) * TimpTotal1 Then
Masini1(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini1(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
Timp2 = Timp2 + 1
TextTimp2.Text = Timp2
If Timp2 > TimpTotal2 Then
Timp2 = 1
NrCiclu2 = NrCiclu2 + 1
Ciclu2.Text = NrCiclu2
Spreadsheet1.Cells(SpreadsheetIndex, 1) = SpreadsheetIndex – 1
Spreadsheet1.Cells(SpreadsheetIndex, 2) = M2(5) + M2(6)
SpreadsheetIndex = SpreadsheetIndex + 1
If SpreadsheetIndex > 100 Then
Set c = ChartSpace1.Constants
Sss = "a" & (SpreadsheetIndex – 98) & ":a" & (SpreadsheetIndex)
ChartSpace1.Charts(0).SetData c.chDimCategories, 0, Sss
Sss = "b" & (SpreadsheetIndex – 98) & ":b" & (SpreadsheetIndex)
ChartSpace1.Charts(0).SeriesCollection(0).SetData c.chDimValues, 0, Sss
End If
End If
If (Timp2 = TimpTotal1 – Diferenta + 1) Then
IndexVector12 = 1
Else
IndexVector12 = IndexVector12 + 1
End If
If IndexVector12 > TimpTotal1 Then IndexVector12 = 1
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(0) = P2(0) + (P2(1) + M2(1) + P2(2) – M2(0) – P2(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(1) = P2(2) + (P2(1) – M2(1) – P2(2) + M2(0) + P2(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(2) = P2(3) + (P2(4) + M2(3) + P2(5) – M2(2) – P2(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(3) = P2(5) + (P2(4) – M2(3) – P2(5) + M2(2) + P2(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(4) = P2(6)
If Diferenta > 0 Then
Plus2(5) = (Veh(0, IndexVector12) – M2(5) + Veh(1, IndexVector12) + M2(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(6) = Veh(1, IndexVector12) + (Veh(0, IndexVector12) – Veh(1, IndexVector12) – M2(6) + M2(5)) * (1 – Coef) / 2
Veh(0, IndexVector12) = 0
Veh(1, IndexVector12) = 0
Textveh(IndexVector12).BackColor = &H1111FF
Textveh(IndexVector12).Text = 0
Textindex.Text = IndexVector12
Else
Plus2(5) = (Veh(0, Timp2 + Diferenta) – M2(5) + Veh(1, Timp2 + Diferenta) + M2(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(6) = Veh(1, Timp2 + Diferenta) + (Veh(0, Timp2 + Diferenta) – Veh(1, Timp2 + Diferenta) – M2(6) + M2(5)) * (1 – Coef) / 2
Veh(0, Timp2 + Diferenta) = 0
Veh(1, Timp2 + Diferenta) = 0
Textveh(Timp2 + Diferenta).BackColor = &H1111FF
Textveh(Timp2 + Diferenta).Text = 0
Textindex.Text = Timp2 + Diferenta
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus2(7) = P2(9)
Plus2(8) = (P2(10) – M2(8) + P2(11) + M2(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus2(9) = P2(11) + (P2(10) – M2(9) – P2(11) + M2(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus2(I) = Plus2(I) + Random(Plus2(I))
Next I
If (Semafoare2(0, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(0, Timp2) = 0) Then
M2(0) = M2(0) + Plus2(0)
M2(1) = M2(1) + Plus2(1)
Else
If M2(0) > Minus2(0) Then
M2(0) = M2(0) – Minus2(0)
Veh(2, Timp2) = Minus2(0) * (Vehicule2I(0) / (Vehicule2I(1) + Vehicule2I(0))) * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp2) = Minus2(0) * (Vehicule2I(0) / (Vehicule2I(1) + Vehicule2I(0))) * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
M2(1) = M2(1) – Minus2(1)
End If
If (Semafoare2(1, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(1, Timp2) = 0) Then
M2(2) = M2(2) + Plus2(2)
M2(3) = M2(3) + Plus2(3)
Else
M2(2) = M2(2) – Minus2(2)
If M2(3) > Minus2(3) Then
M2(3) = M2(3) – Minus2(3)
Veh(2, Timp2) = Minus2(3) * (Vehicule2I(5) / (Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4))) * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp2) = Minus2(3) * (Vehicule2I(5) / (Vehicule2I(5) + Vehicule2I(4))) * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
End If
If (Semafoare2(2, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(2, Timp2) = 0) Then
M2(4) = M2(4) + Plus2(4)
Else
M2(4) = M2(4) – Minus2(4)
End If
If (Semafoare2(3, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(3, Timp2) = 0) Then
M2(5) = M2(5) + Plus2(5)
M2(6) = M2(6) + Plus2(6)
Else
M2(5) = M2(5) – Minus2(5) + Plus2(5)
M2(6) = M2(6) – Minus2(6) + Plus2(6)
End If
If (Semafoare2(4, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(4, Timp2) = 0) Then
M2(7) = M2(7) + Plus2(7)
Else
M2(7) = M2(7) – Minus2(7)
End If
If (Semafoare2(5, Timp2) = -1) Or (Semafoare2(5, Timp2) = 0) Then
M2(8) = M2(8) + Plus2(8)
M2(9) = M2(9) + Plus2(9)
Else
Aux = 0
If M2(8) > 0 Then
M2(8) = M2(8) – Minus2(8)
If M2(9) > Minus2(9) Then
Aux = Minus2(8) + Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
Else
Aux = Minus2(8)
End If
End If
If M2(9) > 0 Then
M2(9) = M2(9) – Minus2(9)
If M2(8) > Minus2(8) Then
Aux = Minus2(8) + Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
Else
Aux = Minus2(9) * Vehicule2I(10) / (Vehicule2I(10) + Vehicule2I(11))
End If
End If
Veh(2, Timp1) = Aux * (Vehicule1I(10) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
Veh(3, Timp1) = Aux * (Vehicule1I(11) / (Vehicule1I(10) + Vehicule1I(11)))
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare2(I, Timp2) = -1 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare2(I, Timp2) = 0 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare2(I, Timp2) = 1 Then Semafor2(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M2(I) < 0 Then M2(I) = 0
Masini2(I).Caption = Round(M2(I))
Next I
If Timp1 = TimpTotal1 Then
If M2(5) + M2(6) < 40 Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 0
If ModSemafor1 <> 0 Then
Label13.Caption = "Mod normal"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 0
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 40) And (M2(5) + M2(6) <= 50) Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 1
If ModSemafor1 <> 1 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 1"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 1
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 50) And (M2(5) + M2(6) <= 60) Then
TimpRosuDirect = 0
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 2 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 2
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 60) And (M2(5) + M2(6) <= 70) Then
TimpRosuDirect = 1
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 4 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2 si direct 1"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 4
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 70) And (M2(5) + M2(6) <= 80) Then
TimpRosuDirect = 2
TimpRosuViraj = 2
If ModSemafor1 <> 4 Then
Label13.Caption = "Blocare viraje 2 si direct 2"
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 4
End If
End If
If (M2(5) + M2(6) > 80) Then
TimpRosuDirect = 3
TimpRosuViraj = 3
If ModSemafor1 <> 5 Then
Sss = "Blocare viraje " & Str(TimpRosuViraj) & " si direct " & Str(TimpRosuDirect)
Label13.Caption = Sss
Call Initializare_Semafoare
ModSemafor1 = 5
End If
End If
End If
For I = 0 To 9
If M2(I) < 4 * MaxCoada2(I) * TimpTotal2 Then
Masini2(I).ForeColor = &H118111
Else
If M2(I) < 6 * MaxCoada2(I) * TimpTotal2 Then
Masini2(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini2(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
End Sub
Private Sub Toolbar1_ButtonClick(ByVal Button As MSComctlLib.Button)
Select Case Button.Index
Case 1
Call mnuCitire_Click
Case 2
Call mnuSalvare_Click
Case 4
Call btnStart_Click
Case 5
Call btnPauza_Click
Case 6
Call btnStop_Click
Case 8
Call mnuGrafic_Click
Case 10
Corelatie.Hide
End Select
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde1_Change(Index As Integer)
Verde1(Index).Text = VScrollVerde1(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde1(4).Text = VScrollVerde1(2).Value
VScrollVerde1(4).Value = VScrollVerde1(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde1(2).Text = VScrollVerde1(4).Value
VScrollVerde1(2).Value = VScrollVerde1(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde1(5).Text = VScrollVerde1(3).Value
VScrollVerde1(5).Value = VScrollVerde1(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde1(3).Text = VScrollVerde1(5).Value
VScrollVerde1(3).Value = VScrollVerde1(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
Private Sub VScrollVerde2_Change(Index As Integer)
Verde2(Index).Text = VScrollVerde2(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde2(4).Text = VScrollVerde2(2).Value
VScrollVerde2(4).Value = VScrollVerde2(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde2(2).Text = VScrollVerde2(4).Value
VScrollVerde2(2).Value = VScrollVerde2(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde2(5).Text = VScrollVerde2(3).Value
VScrollVerde2(5).Value = VScrollVerde2(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde2(3).Text = VScrollVerde2(5).Value
VScrollVerde2(3).Value = VScrollVerde2(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
I. 4. Modulul de testare a algoritmului
Const FAS = 0.8
Const FAD = 0.9
Dim Timp As Integer
Dim NrCiclu As Integer
Dim TimpTotal As Integer
Dim M(9) As Double
Dim P(11) As Double
Dim Plus(9) As Double
Dim Minus(9) As Double
Dim MaxCoada(9) As Double
Dim V(5) As Integer
Dim G(5) As Integer
Dim I As Integer
Dim J As Integer
Dim K As Double
Dim Merge As Boolean
Dim Semafoare(5, 150) As Integer
Dim Pauza As Boolean
Private Sub Initializare_Semafoare()
Dim Ii As Integer
Dim Index As Integer
Dim Sem As Integer
Dim Max As Integer
Dim Min As Integer
For Ii = 0 To 5
V(Ii) = Verde(Ii).Text
VScrollVerde(Ii).Value = V(Ii)
G(Ii) = Galben(Ii).Text
Next Ii
If V(0) > V(1) Then
Max = V(0) + G(0)
Min = V(1)
Sem = 1
Else
Max = V(1) + G(1)
Min = V(0)
Sem = 0
End If
For Ii = 1 To Min
Semafoare(0, Ii) = 1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
If Sem = 0 Then
For Ii = Min + 1 To Min + G(0)
Semafoare(0, Ii) = 0
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(0) + 1 To V(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(1) + 1 To V(1) + G(1)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
Else
For Ii = Min + 1 To Min + G(1)
Semafoare(1, Ii) = 0
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = Min + G(1) + 1 To V(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 1
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
For Ii = V(0) + 1 To V(0) + G(0)
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(0, Ii) = 0
For Jj = 2 To 5
Semafoare(Jj, Ii) = -1
Next Jj
Next Ii
End If
For Ii = Max + 1 To Max + V(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 1
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + 1 To Max + V(3) + G(3)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = -1
Semafoare(3, Ii) = 0
Semafoare(4, Ii) = -1
Semafoare(5, Ii) = 0
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 1
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 1
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
For Ii = Max + V(3) + G(3) + V(2) + 1 To Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
Semafoare(0, Ii) = -1
Semafoare(1, Ii) = -1
Semafoare(2, Ii) = 0
Semafoare(3, Ii) = -1
Semafoare(4, Ii) = 0
Semafoare(5, Ii) = -1
Next Ii
TimpTotal = Max + V(3) + G(3) + V(2) + G(2)
TextTotalCiclu.Text = TimpTotal
End Sub
Private Function Random(Nr As Double)
Dim Aux As Double
Dim Aux2 As Double
Randomize
Aux = Rnd() * Nr * 0.05
Randomize
Aux2 = Rnd()
If Aux2 < 0.5 Then
Random = Aux
Else
Random = -Aux
End If
End Function
Private Sub btnPauza_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = True
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Intersectie2.Hide
End Sub
Private Sub Form_Load()
Vehicule(0).Text = 12 * 4
Vehicule(1).Text = 612 * 4
Vehicule(2).Text = 24 * 4
Vehicule(3).Text = 220 * 4
Vehicule(4).Text = 512 * 4
Vehicule(5).Text = 88 * 4
Vehicule(6).Text = 56 * 4
Vehicule(7).Text = 1148 * 4
Vehicule(8).Text = 324 * 4
Vehicule(9).Text = 208 * 4
Vehicule(10).Text = 1256 * 4
Vehicule(11).Text = 24 * 4
Verde(0).Text = 20
Verde(1).Text = 30
Verde(2).Text = 13
Verde(3).Text = 35
Verde(4).Text = 13
Verde(5).Text = 35
Galben(0).Text = 3
Galben(1).Text = 3
Galben(2).Text = 3
Galben(3).Text = 3
Galben(4).Text = 3
Galben(5).Text = 3
Start(0).Text = 1
Start(1).Text = 1
Start(2).Text = 3
Start(3).Text = 2
Start(4).Text = 3
Start(5).Text = 2
Option2.Value = True
Timp = 0
NrCiclu = 1
Text6.Text = NrCiclu
Merge = False
Pauza = False
End Sub
Private Sub btnStart_Click()
Dim Coef1 As Double
Dim Coef2 As Double
Dim M1, M2, M3 As Double
Dim D1, D2 As Double
Dim Rap As Integer
If Pauza = False Then
Call Initializare_Semafoare
If Option1.Value = True Then
Rap = TimpTotal
Else
Rap = 3600
End If
MaxCoada(0) = Vehicule(0).Text + Vehicule(1).Text / 2
MaxCoada(1) = Vehicule(2).Text + Vehicule(1).Text / 2
MaxCoada(2) = Vehicule(3).Text + Vehicule(4).Text / 2
MaxCoada(3) = Vehicule(5).Text + Vehicule(4).Text / 2
MaxCoada(4) = Vehicule(6).Text
MaxCoada(5) = Vehicule(7).Text * 3 / 4
MaxCoada(6) = Vehicule(8).Text + Vehicule(7).Text / 4
MaxCoada(7) = Vehicule(9).Text
MaxCoada(8) = Vehicule(10).Text * 3 / 4
MaxCoada(9) = Vehicule(11).Text + Vehicule(10).Text / 4
For I = 0 To 9
MaxCoada(I) = MaxCoada(I) / Rap
Next I
For I = 0 To 9
M(I) = 0
Next I
For I = 0 To 11
P(I) = Vehicule(I).Text / Rap
Next I
Minus(0) = 0.4
Minus(1) = 0.6
Minus(2) = 0.45
Minus(3) = 0.6
Minus(4) = 0.7
Minus(5) = 0.8
Minus(6) = 0.6
Minus(7) = 0.7
Minus(8) = 0.8
Minus(9) = 0.6
For I = 0 To 5
Rosu(I).Text = TimpTotal – V(I) – G(I)
Next I
If Merge = False Then
Timp = 0
End If
End If
Timer1.Interval = VScroll1.Value
Merge = True
End Sub
Private Sub btnStop_Click()
Timer1.Interval = 0
Merge = False
Pauza = False
NrCiclu = 1
Text6.Text = 1
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim Coef As Double
Timp = Timp + 1
TextTimp.Text = Timp
If Timp > TimpTotal Then
Timp = 1
NrCiclu = NrCiclu + 1
Text6.Text = NrCiclu
End If
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(0) = P(0) + (P(1) + M(1) + P(2) – M(0) – P(0)) * (1 + Coef) / 2
Plus(1) = P(2) + (P(1) – M(1) – P(2) + M(0) + P(0)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(2) = P(3) + (P(4) + M(3) + P(5) – M(2) – P(3)) * (1 + Coef) / 2
Plus(3) = P(5) + (P(4) – M(3) – P(5) + M(2) + P(3)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(4) = P(6)
Plus(5) = (P(7) – M(5) + P(8) + M(6)) * (1 + Coef) / 2
Plus(6) = P(8) + (P(7) – P(8) – M(6) + M(5)) * (1 – Coef) / 2
Randomize
Coef = 1 – Rnd() * 2
Plus(7) = P(9)
Plus(8) = (P(10) – M(8) + P(11) + M(9)) * (1 + Coef) / 2
Plus(9) = P(11) + (P(10) – M(9) – P(11) + M(8)) * (1 – Coef) / 2
For I = 0 To 9
Plus(I) = Plus(I) + Random(Plus(I))
Next I
If (Semafoare(0, Timp) = -1) Or (Semafoare(0, Timp) = 0) Then
M(0) = M(0) + Plus(0)
M(1) = M(1) + Plus(1)
Else
M(0) = M(0) – Minus(0)
M(1) = M(1) – Minus(1)
End If
If (Semafoare(1, Timp) = -1) Or (Semafoare(1, Timp) = 0) Then
M(2) = M(2) + Plus(2)
M(3) = M(3) + Plus(3)
Else
M(2) = M(2) – Minus(2)
M(3) = M(3) – Minus(3)
End If
If (Semafoare(2, Timp) = -1) Or (Semafoare(2, Timp) = 0) Then
M(4) = M(4) + Plus(4)
Else
M(4) = M(4) – Minus(4)
End If
If (Semafoare(3, Timp) = -1) Or (Semafoare(3, Timp) = 0) Then
M(5) = M(5) + Plus(5)
M(6) = M(6) + Plus(6)
Else
M(5) = M(5) – Minus(5)
M(6) = M(6) – Minus(6)
End If
If (Semafoare(4, Timp) = -1) Or (Semafoare(4, Timp) = 0) Then
M(7) = M(7) + Plus(7)
Else
M(7) = M(7) – Minus(7)
End If
If (Semafoare(5, Timp) = -1) Or (Semafoare(5, Timp) = 0) Then
M(8) = M(8) + Plus(8)
M(9) = M(9) + Plus(9)
Else
M(8) = M(8) – Minus(8)
M(9) = M(9) – Minus(9)
End If
For I = 0 To 5
If Semafoare(I, Timp) = -1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("rosu.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 0 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("galben.ico")
If Semafoare(I, Timp) = 1 Then Semafor(I).Picture = LoadPicture("verde.ico")
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 0 Then M(I) = 0
Masini(I).Caption = Round(M(I))
Next I
For I = 0 To 9
If M(I) < 4 * MaxCoada(I) * TimpTotal Then
Masini(I).ForeColor = &H118111
Else
If M(I) < 6 * MaxCoada(I) * TimpTotal Then
Masini(I).ForeColor = &H11BBBB
Else
Masini(I).ForeColor = &H1111C0
End If
End If
Next I
End Sub
Private Sub VScroll1_Change()
TimpTimer.Caption = (VScroll1.Value / 1000) & " sec"
If Merge Then
Timer1.Interval = VScroll1.Value
End If
End Sub
Private Sub VScrollVerde_Change(Index As Integer)
Verde(Index) = VScrollVerde(Index).Value
If Index = 2 Then
Verde(4) = VScrollVerde(2).Value
VScrollVerde(4).Value = VScrollVerde(2).Value
End If
If Index = 4 Then
Verde(2) = VScrollVerde(4).Value
VScrollVerde(2).Value = VScrollVerde(4).Value
End If
If Index = 3 Then
Verde(5) = VScrollVerde(3).Value
VScrollVerde(5).Value = VScrollVerde(3).Value
End If
If Index = 5 Then
Verde(3) = VScrollVerde(5).Value
VScrollVerde(3).Value = VScrollVerde(5).Value
End If
Call Initializare_Semafoare
End Sub
Anexa II – Rezultatele analizei traseului selectat, efectuate cu programul Synchro
II.1. Nivelul de serviciu calculat pentru traseu înainte de aplicarea algoritmului
II.2. Rezultatele analizelor efectuate la nivel de rețea înainte de aplicarea algoritmului
II.3. Nivelul de serviciu calculat pentru traseu după aplicarea algoritmului
II.4. Rezultatele analizelor efectuate la nivel de rețea după aplicarea algoritmului
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Optimizari de Trafic Urban (ID: 122671)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.